一九三七年七月七日，卢沟桥抗战爆发，当时正在庐山受训的陆军第三十八军第十七师师长赵寿山，七月八日首先请缨北上抗日。不久，第三十八军之第十七师与第一七七师之第五二九旅，在陕西渭北地区集结誓师，于七月二十一日从陕西三原县出发，二十四日抵达河北深县待命。八月二日奉命进驻保定，布防于保定以北之漕河车站至新安镇一线阻击敌人。此时，周恩来、彭德怀经太原、石家庄来到保定前线看望第十七师，并鼓励全体官兵巩固西安事变成果，坚持长期抗战。第一七七师之第五二九旅奉命由河北保定前线调到山西忻口对日作战。
九月中旬，日本侵略军以三个师团八九万兵力沿平汉铁路两侧向南进犯，部署在保定以北平汉线上的孙殿英部一触即溃。此时，平汉铁路前线总指挥刘峙乘火车仓皇南撤到豫北，华北前线部队，指挥无人，蒋介石命第五十二军军长关麟征为临时指挥官，指挥张耀明的第二十五师、郑洞国的第二师和赵寿山的第十七师坚守保定，第十七师布防于保定以北之漕河防线，但一部分兵力分割给友邻部队使用。日军首先向第十七师阵地进攻，经过激战，阵地反复易手，敌不能前进。敌人遂兵分两路向第十七师的左翼友邻部队防地进攻，阵地被突破。关军两师南撤，九月二十四日保定失守，第十 七师与关麟征失去联系，且有被日军包围之势，赵寿山师长与旅、团长研究之后，撤至阜河一线继续阻击敌人，并与敌展开白刃格斗。两次战斗毙伤敌数百人，自己也有重大伤亡。
部队遂向石家庄以东转移，至晋县一带收容整顿。
十月初，沿平汉线南犯之敌，在进攻石家庄的同时，以一部兵力西进，企图夺取娘子关，与由晋北南下之敌会攻太原。此时，保卫娘子关对于稳定华北战局有着极其重要的意义。当时在娘子关一带有孙连仲的第二十六路军、冯钦哉的第二十七路军和曾万钟的第三军。第十七师奉命归冯钦哉指挥，但冯指挥部位置不定，电台无法联系。蒋介石派黄绍?为第二战区副司令长官，担任娘子关前线指挥官。当时，奉阎锡山、黄绍?命令，第十七师防守娘子关、旧关一线。由于日军向西推进的速度较快，与我向娘子关前进的第十七师距离较近，赵师长接受防守娘子关外围的任务后，即率领部分兵力主动出击，敌在获鹿附近滞留了两天。第十七师趁此机会在雪花山、乏驴岭一带进行了部署。娘子关外围没有既设防御工事，雪花山、乏驴岭又均为石山，构筑工事困难，只能用麻袋装土做成掩体，在拥有优势装备的日军进攻面前，第十七师的防御任务是十分艰巨的。
十月十二日晨，日军川岸文三郎第二十师团向娘子关发起全面进攻，雪花山首当其冲。激战两天一夜，雪花山反复易手数次，敌受挫于我阵地前。唯我右翼刘家沟东端阵地，遭敌空炮猛烈轰击，守兵伤亡惨重，阵地失守，敌遂向旧关突进，同时，又以千余兵力攻我左翼雪花山阵地。赵师长为保持雪花山防御的稳定，并牵制西进旧关之敌，遂抽调一个团的兵力，亲自率领，于十三日晚五时，分三路主动向井陉南关之右侧背出击。我出击部队右翼在第九十八团陈际春团长的率领下，于晚十时歼灭了突入我刘家沟、长生口阵地之敌。
左翼为第一○二团第二营向井陉县城实施佯攻。中路在第一 ○一团张桐岗团长率领下，于雪花山麓（石板片附近）与敌增援部队一千余人相遇，我趁敌正在休息，立足未稳，立即发起冲锋，官兵奋力冲杀，白刃肉搏，毙敌尸横遍野，敌不支，向东奔窜，我跟踪追歼。至午夜，我连下施水村、板桥、朱家川、井陉南关车站。缴获大炮、机枪、骡马及战利品很多，其中山炮、野炮有数十门。正当我军在井陉车站扫荡残敌，清理战场时，忽报敌已占领雪花山阵地，并以强大炮火向井陉车站猛射，已逃窜之敌也反扑过来，对我出击部队十 分不利。在此危急时刻，赵师长立即调集出击部队，向占领雪花山之敌发起反攻。至十四日拂晓，敌继续向雪花山增加兵力，我伤亡逾千，且火力弱，仰攻不易，而敌机亦不断向我前沿阵地扫射轰炸，我军遂向乏驴岭转进。十四日晨，赵师长将防守雪花山疏虞的第一○二团团长张世俊就地处决，以正国法。在坚守雪花山战斗中，第一○二团共产党员、连长张登弟坚守阵地，英勇奋战，全连壮烈牺牲，无一生还，英雄事迹，可歌可泣。
敌占领雪花山后，时时向我乏驴岭阵地发起攻击，企图突破正面，与旧关之敌会合，继而进攻娘子关，激战数昼夜，敌不能越雷池一步。敌华北方面军司令部不得不承认“井陉附近之敌顽强抵抗，战斗没进展”。十九日晨，敌增兵两联队在优势炮火及飞机掩护下向我攻击。我官兵依托阵地，沉着应战，奋勇抵抗，敌未得逞。十时许，敌机二十余架，与炮兵配合，猛烈轰击我防御阵地，并掩护步兵再次攻击。激战至下午一时，我守备乏驴岭之补充团翟济民团长身负重伤，营以下军官伤亡二十七人之多，士兵前仆后继，伤亡过重，弹药殆尽，即以石击敌，终因寡不敌众，乏驴岭南侧阵地为敌突破。我守备荆蒲关的黎子淦营，终日与敌殊死战斗，至下午五时，第八连连长阵亡，营长黎之淦负伤，全营除十余人外，其他均负伤力战壮烈捐躯。其中九连排长刘惜棠（共产党员）全排壮烈牺牲。此时，乏驴岭北侧阵地正处于敌三面包围之中，耿景惠旅长、李维民团长率部与敌苦战至黄昏时分，带领百余人向神灵台转移。
至此，第十七师在井陉、雪花山、乏驴岭面对日寇精锐部队，浴血奋战了九昼夜，为保卫太原赢得了时间，同时也付出了很大的代价。此时，全师旅以下指挥干部仅剩旅长一 人、团长二人、营长以下干部不及三分之一，士兵仅剩三千多人。已处于不补充难以再战的地步，赵师长曾五次迳电蒋介石请求补充，只答复“应听候阎、黄正副司令长官指示办理。”阎锡山明知第十七师损失奇重，不但不给补充，反而借补充之名，要将第十七师之炮兵营归他所有。后经赵师长据理力争，阎才放弃了扣留炮兵营的企图。第十七师在指挥乏人，战斗兵员极少的情况下，不但得不到补充，反而再次受命担负掩护其他部队后撤的任务。第十七师为了纪念雪花山和乏驴岭战斗，以后成立了一个剧团，名为《血（雪）花剧团》，并编了一首战歌，歌词是：“我们在乏驴岭上，誓与阵地共存亡，我们在雪花山上，血花扶着我们的刀枪，井陉车站夺大炮，娘子关外毁车辆”以鼓舞士气。
第十七师奉命由娘子关正面转移到北面的驴桥岭时，旧关阵地已被敌占领，正在扩大突破口。第三十八军教导团在李振西团长率领下，由河北转进到娘子关，奉黄绍?命令，随即投入战斗。教导团与敌短兵相接，以刺刀与敌展开拼杀肉搏，全团两千余人，仅剩下五六百人，顶住了敌人的进攻。与此同时，第十七师在驴桥岭激战三昼夜，阻滞敌人前进。二 十六日晨，第十七师奉命向巨城附近转进，扼守要道，继续阻敌前进。我与敌奋战一昼夜，突破我旧关以南第三军防线的日军向阳泉推进。第十七师左右翼的友军均已撤退。该师曾多次与上级联系，均得不到指示，为防敌包围，被迫撤出阵地，向西转移。
此次战役，由于指挥混乱，有的部队消极怯战，不能紧密配合，且单纯防御，死守阵地，没有取得应有的战果。第十七师由于抗战坚决，作战勇敢，将士伤亡奇重。该师开赴保定前线时，一万三千多人，娘子关战役后，仅剩三千多人。
由于该部作战有功，第二战区副司令长官黄绍?来电嘉奖称：“十七师此次攻守很尽力，损失奇重，殊堪嘉奖”，并赏银三 千元，以慰勉。随后，第十七师向阳泉、太原撤退，继续参加抗日战斗。