5月14日，南部在济源至邵原公路一线的敌35、21师团，开始沿公路向北作横向进攻，与阳城的敌33师团夹击第14集团军。
此后，14集团军即陷入混战，不少部队以团为单位北撤，长途转至太岳山区。
43军转至外线以后，由第8集团军（属第2战区）副总司令楚溪春率领，从浮山、翼城之间西进，渡过汾河归还原建制。第14集团军直至敌进攻结束后的6月初，才与第15军等部队退至黄河以南。
退入太岳区的部队此时则统由93军军长刘勘指挥，原分散在敌包围区内的各部队，开始在云雾山地区游击，当得知南撤已不可能时，乃以夜间活动通过敌之空隙西进，越过同蒲路南段，在万荣县以西渡过黄河至陕西省的韩城，然后返回第1战区。
经过几天艰难进攻，日军以伤亡约3万人的代价，突破国军垣曲防线，将中条山根据地一分为二。于是，防守中条山的中国军队不能互相接应，只得放弃既设阵地，各自据守山隘，作无法协调的被动抵抗，整个战局十分危急。
在守军全线溃退的同时，日军以优势的兵力和猛烈的炮火占据了先机， 迅速完成了第一阶段的作战任务——突破了中条山地区的全部防御阵地，先后占领了垣曲、济源、孟县、平陆等县城及相关的关隘据点，封锁了黄河北岸各渡口，完成了对国军的内外侧双重包围，随即转入第二阶段的作战——对数路中国守军各阵地，反复扫荡。
以西线为例，日军各兵团自11日并排向北返转，然后又自5月15日再次转向黄河线，如此再三反复进行篦梳扫荡，一直进行到6月10日。在这样反复扫荡期间，各兵团所到之处消灭了中国军队三千至五千名。
六月中旬，中条山守军大部退出中条山地区，中条山战役落下了帷幕。
中条山战役结果传来，全国震动，26万国军竟然抵挡不住区区十万鬼子兵的进攻，不但被人家突破了阵地，而且还损失了近十万大军，这一仗简直比淞沪会战以及南京保卫战都让人不能接受，甚至于连重庆的蒋委员长也怒吼这是中国抗战最耻辱的一战。
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