拒敌，以少量兵力留守阵地，主力躲在后面，等到日军步兵冲到近处，主力部队再进入阵地，痛击日军，同时又分兵一部出城，以游击战的方式骚扰攻城日军。在这样合理的战术布置下，日军的进攻被接连打退。
本多政材恼羞成怒，为了拿下天镇，是无所不用其极。飞机、坦克、重炮轮番轰炸，将城防工事几乎夷为平地。但是守军死战不退，凭借着残垣断壁，死死地将日军挡在了城外。多次攻城失败后，本多政材下令使用毒气弹，试图以此消灭守军。
9 月 9 日，负责防守阳高县城的白汝庸第 414 团不敌日军攻势，血战之后阳高失守，副团长曹静山、三营营长都来宝以身殉国，白汝庸带着仅剩的三百残兵败将从南关突围而出。
阳高失守后，朝生平四郎为了报复 414 团的抵抗，在城内血腥残杀了一千多名手无寸铁的老百姓，日寇暴行，令人发指。
突围后的白汝庸率部来到了白登村，此时李服膺已经撤离了天镇，回到了军部，将天镇的防御全权交给了张敬俊。第 61 军的军部所在地正是白登村，白汝庸在这里见到了李服膺，将阳高一战的过程以及自己下令撤退的原因详细地汇报给了李服膺。李服膺听后，并没有怪罪白汝庸，反而肯定了他在阳高的表现，鼓励他整顿兵马，继续抗战，以报效国家。
9 月 10 日，防守天镇的张敬俊得知了阳高已经失守的消息，明白天镇腹背受敌，已经成为一座孤城，从军事上讲已无坚守的意义。于是张敬俊召集全团所有连以上军官，告诉了他们阳高失守的消息，为了保存 399 团的实力，下令由副团长边普未带领团主力突围撤退，自己率领少量兵力继续死守天镇。然而 399 团上下已经杀红了眼，士气高昂，参会军官群情激奋，无人愿退，纷纷表示愿与天镇共存亡。
战至 11 日夜，天镇形势已岌岌可危，399 团此刻内无物资、外无援兵，已经到了弹尽粮绝的最后时刻。李服膺频频联系司令部，请求天镇守军撤退，却始终石沉大海，未见回复。但是从 9 月 4 号李服膺接到续守命令算起，天镇此时已经坚守了 10 天，远远超过了阎锡山规定的续守三天的期限。于是李服膺下令给第 399 团团长张敬俊，命令他率部突