1938年2月，阎锡山不甘心失去大半个山西，提出要反攻收复太原。而日军也集结了雄厚的兵力，由北向南开进，意在进犯晋南。双方几次接触，阎看到反攻的可能性不大，就将兵力转移到山区。日军在占领交通沿线的大小城市后，也就开始向山区进攻。在“川口战役”中，第19军军长王靖国仗着是阎锡山的亲信，临阵保存实力，置军令于不顾，避免与敌交锋，致使全线溃败。第二战区执法总监张培梅勃然大怒，要求以军法处置。阎锡山却不允所请。性情暴烈的张培梅，一生对阎锡山忠心不贰，眼见晋绥军一再败北，自己“杀一儆百”，严肃军纪，振奋士气的主张又不为阎锡山所采纳，因而忧愤至极，萌生自杀以警众人的念头。果真，他吞下大量大烟土，自杀于隰县午城镇。张培梅的过激行动，意在警告阎锡山需要重振军威，否则晋绥军将溃散难收。阎锡山心中明白，这位追随他多年的亲信，以死明志，难能可贵。因此，他在祭文中悲痛地表示：“你很爱国，你很壮烈，你以为晋民苦矣，国家危矣，不忍睹，不堪睹，君乃自了！……我则不作如是感。我国有二千年大一统之光荣，亦随有二千年大一统之遗毒，使维新革命均无大效。经此疯狂自损之日本军阀一打击，必能去旧鼎新，而成现代之国家。我不悲观……”从这里也可以看出，阎锡山当时的目光还是比较远大的，对抗战及抗战后的中国前途抱有信心。
抗战以来的几次战役，也使阎锡山认识到，单纯坚持阵地防御战往往被动挨打，面对日军的强大火力，损失太大。共产党、八路军采用的游击战，灵活机动，在运动中打击和消灭敌人，不断发展壮大自己，行之有效而且愈战愈强。因此，在晋绥军遭到重创，元气大伤的情况下，他不得不转而向共产党寻求支持和依靠，产生了与共产党全面合作的想法。毛泽东通过彭雪枫向阎锡山提出具体意见，指出：游击战争应处于敌人的侧翼和后方，具体到山西，则应分成晋西北、晋东北、晋东南、晋西南四个区，向进入中心城市占据交通要道的日军，采取四面包围袭击的姿态。阎锡山对毛泽东的建议表示赞赏，同意八路军分别以五台山、管涔山、太行山、吕梁山为依托，建立根据地，开展敌后游击战争。阎锡山一面整顿晋绥军，一面依靠决死纵队和八路军，与日军形成了相持的局面。在政治上也向着共产党的主张靠拢。他以第二战区司令长官的名义，公布了薄一波起草的《山西民族革命十大纲领》。纲领中提出了全民抗战，组织自卫队和游击队，开展游击战争，铲除汉奸卖国贼，执行合理负担，改善人民生活等十大任务。牺盟会以“为保卫山西血战到底”为动员口号，广泛动员和组织群众参加抗日活动。省内的抗日游击队、人民自卫队及牺盟会员、农救会员迅速增长到100余万人。决死纵队也进行了扩编，活跃在晋东南、晋西北、晋东北，与八路军建立的晋绥、晋察冀、晋冀豫抗日根据地协同配合，以山西为中心开展了艰苦卓绝的抗日救国战争。
国民政府所在地的南京于12月也沦于敌手，日军在南京制造了震惊中外的大屠杀惨案。国民政府迁往重庆，武汉成为当时的政治和军事中心。全国的抗战进入了艰难的相持阶段。阎锡山为了争取全国各界对处于抗战第一线的二战区予以政治和人力的支持，倡议在山西开办“民族革命大学”，这一倡议得到了文化界进步人士沈钧儒、潘汉年、邓初民等的响应和支持。1938年1月，设在临汾的“民族革命大学”正式开学，除本校外，另设有一个分院和四个分校，一期的学生就达5000余人。学生来自全国各地，北到长白山下，南至珠江流域，南北共有十八个省份的青年，还有归国参加抗战的南洋华侨。从政治信仰来看，有共产党员，国民党员，三青团员，也有无党无派人士和宗教人士。这些来自五湖四海的热血青年，为着抗击日寇侵略，争取民族独立、自由，聚集到了汾河之滨，当时的确是山西的一大盛事。阎锡山亲自兼任民大校长，许多著名人士和学者，如李公朴、江隆基、何思敬、陈唯实、施复亮、侯外庐、周巍峙、徐懋庸等，都到民大任教。民大讲授的课程，有阎锡山的“物产证券”、“按劳分配”，“中的哲学”等内容，也有马克思主义的唯物辩证法、社会发展史、政治经济学、社会科学概论等内容，还有抗日民族统一战线、日本帝国主义侵华史、抗日军队政治工作、群众工作等内容，呈现出抗日统一战线的鲜明历史特点，也充满抗日统一战线的深厚实践气氛。一时间，山西南部小小的临汾成为全国抗日救国运动的中心之一。
山西这种热气腾腾、蓬勃向上的抗日局面，显示出了中国人民团结救国的英雄气慨，显示了中国共产党高举着的抗日民族统一战线的强大生命力，也显示