七七事变爆发以后，中国军队在察哈尔发起了猛烈的攻势，日军为了缓解压力，开始向山西发起进攻。此次作战，日军动用了板垣征四郎第5师团，以及关东军的四个混成旅，均是日军的精锐部队。

在作战期间，日军根据战场形势变化，将关东军的两个混成旅团的指挥权移交给板垣征四郎指挥。其中，崞县由关东军混成第2旅团负责进攻，混成第15旅团则直接绕过崞县向原平进发，打算奇袭原平。

但出乎混成第15旅团意料的是，在他们秘密向原平急行军途中，却意外发现前面有一支中国军队也在向原平进发，两支部队的距离相距不远，日军的先头骑兵部队已经与中国军队的后卫部队遥遥相望，狡猾的日军骑兵部队始终保持在中国军队的射程之外，不远不近地尾随。

关东军混成第15旅团的兵力足足有5000多人，而且武器装备都是日军顶尖配置，又随时可以呼叫空中支援，因此战斗力不容小觑。

而走在他们前面的这支中国部队则是一支晋绥军甲种旅，总兵力在4000人左右，武器装备也算精良，有轻重机枪、有数量不少的火炮，毕竟阎锡山有兵工厂，武器弹药的产能相当可观，麾下队伍的武器装备也算是可圈可点。

晋绥军第34军196旅的旅长叫姜玉贞，老家在山东菏泽，后来投奔到晋绥军，得到阎锡山的器重，一路升任旅长，麾下的这支196旅在晋绥军中也是独一档的存在。此次奉命率部前往原平驻防，没想到途中竟然遭遇日军骑兵尾随，由于敌军兵力不详，姜玉贞不敢托大，下令部队急行军，务必要在天黑之前进入原平城。

日军旅团虽然一直尾随，但他们同样摸不清中国军队的兵力，所以始终没敢轻举妄动，最终姜玉贞有惊无险的率部进入原平城。进城以后，姜玉贞依然不敢掉以轻心，立刻下令修建防御工事，毕竟立足未稳之际，正是日军攻城的好时机，但日军似乎对夜战有所顾忌，因此当晚并未发动进攻，这也给姜玉贞多留了不少构筑防御工事的时间。

其实，日军的武器装备当时占据优势，因此避免夜战防止出现什么重大疏漏。这一点从日军对战美军时频繁采取夜战方式就能看出来，武器装备处于优势的一方，往往不愿采取夜战方式，但次日天亮以后，日军就再也没有了顾忌，开始对原平城发起猛攻。

日军对原平城率先发起炮战，使用的是三八式75毫米野炮，一炮就将毫无准备的守军击中，将一个班的兵力炸得失去战斗力。姜玉贞接到汇报以后，顿时大怒：“我们不是也有炮吗？马上给我反击！”

姜玉贞确实有炮，而且数量还不小，是姜玉贞率部进入原平城以后，阎锡山亲自下令连夜支援过来的一个野炮营，共装备了10门18式88mm野炮，全都是阎锡山麾下兵工厂自己造的武器。

这种18式88mm野炮的精度虽然差一些，但胜在打击的距离远，数量也比日军多。姜玉贞下令反击以后，野炮营马上开始对着日军的炮兵阵地开火，很快就炸毁了日军2门山炮和1门野炮，甚至还炸毁了日军的两辆坦克，竟然在首日的炮战之中占据了上风。

当天夜晚，日军停止了进攻，但姜玉贞丝毫不敢懈怠，赶紧命人抓紧时间抢修白天炸毁的防御工事。他自己也不休息，拿上望远镜就去了炮兵营，亲自勘察敌情。恰好在此时，观察哨突然向姜玉贞汇报，发现敌人若隐若现的火光，因为姜玉贞就在现场，果断下达开炮命令，炸得偷偷生火做饭的日寇人仰马翻。

此战之初，作战颇为顺利，但此后的接连两日，中国军队的炮兵阵地却遭到了日军的针对性打击。日军采取由陆军摸清中国军队炮兵阵地，再由日军轰炸机精准打击的策略，野炮频繁更换阵地，仍然遭受重创，只能被迫停止炮战，将残存的几门野炮后撤，用来防守日军步兵进攻。

没了野炮营的威胁，日军的山炮开始疯狂摧残原平城的城防，加之空中的战斗机频繁轰炸，原平城本就不算坚固的城防，很快就被日军突破。轰炸过后，日军采取步坦协同作战的方式发起猛攻，由于野炮营轻易不敢暴露位置，火力支援十分有限，防守开始漏洞百出。

姜玉贞见状，立刻将手里捏着的预备队也派了上去，希望能够暂时堵住防守缺口，打退日军的此次进攻。但由于防线被毁，日军战术施展空间扩大，一股迂回的日军抄了后路，切断了原平城和忻口的联系，这是原平城的重要补给线。

姜玉贞不愧是经历过战阵洗礼过的人，见情况不妙，马上下令收缩防线，将所有兵力压缩在原平城中，准备展开最后的防御战。在此期间，野炮营也不再顾忌暴露位置，开始向日军发起猛攻，摧毁日军坦克两辆，但不久后被日军炮兵摧毁炮兵阵地。

另外，一些战士组成了敢死队，手持集束手雷，寻机炸毁日军九五轻型坦克数辆。这样坚持几日就，城防终于顶不住了，日军从缺口处闯入了城内。姜玉贞仍然死守不退，集结最后的残部与日寇在原平城展开巷战，打到激烈时频频发生白刃战，真的是血战到最后一刻。

10月10日，姜玉贞率领的残部仅剩下不足千人，防守的阵地更被压缩到一个城角的狭小空间。姜玉贞见事不可为，遂果断下令突围撤退，从提前挖好的洞撤出了城，冲向外围的日寇开始突围。

姜玉贞打算率领残部向太原突围，继续投入到太原那边的战场作战，但突围谈何容易，等他率领残部即将突围出去的时候，队伍的人数已经骤减到300余人。最令人遗憾的是，姜玉贞因为突围时仍然坚持身着军官服装，被日军的炮兵发现，被炮弹击中后以身殉国。

兵力相差不多的情况下，日军又是攻城方，原平城的城防虽然不坚固，但总算是有一定的防御力。姜玉贞又是国民党军中为数不多的敢于死战的将领，最终的结局还是暴露出双方之间的差异。