1937年7月7日，日寇全面侵华战争开始，在华北兵分三路展开攻势。日寇其中一支攻陷南口后，继续西犯，直向山西东北部天镇县扑来。
天镇地处晋察绥三省边界交会点，西南通大同，若天镇一失，则山西门户大开。第二战区司令长官阎锡山奉蒋介石命令，指挥山西、绥远的部队阻击抵抗。抗战前，阎锡山派部队在天镇构筑国防工事，但是大部分经费被挪用于做生意，只有少部分款项用于修筑工事，因此多数工程并未完成。
阎锡山投入天镇抗战的是晋绥军第61军，军长李服膺。61军虽说是一个军，但编制不满，只有7个团。李服膺是山西省崞县人，保定军校毕业后，一直跟随阎锡山，从排长做到军长。李服膺是晋军将领中的“五台派”，与傅作义、赵承绶等人被称为阎锡山的十三太保。
（李服膺）
李服膺接防后，以盘山为主阵地，由4个团的兵力组成第一道防线。为了激励广大将士，他发出《告全军官兵书》：值此国家民族存亡关头，我辈军人，御侮守土，责无旁贷……
9月1号，在飞机、坦克掩护下，日寇发动了猛烈攻势。奋守在盘山、罗家山一线的官兵同仇敌忾，拼死抵抗，战况异常惨烈。天镇布防时，阎锡山曾电令李服膺坚守三日，三天后却再次电令“续守3天，掩护大同会战”。
盘山位于天镇东南约４公里的地方，是一座高峻险要的山峰，山势如龙蟠吐珠，因此起名盘山。盘山阻击战是天镇保卫战的关键，盘山既可以俯瞰平绥铁路，又能屏障天镇全城。固守盘山的是61军400团。在日军强攻下，全团损失惨重，一营长重伤，二营长阵亡，全团官兵伤亡约500人。
9月7日凌晨，400团阻击日寇整六天，在伤亡惨重、弹尽粮绝之际，团长李生润率残部从盘山败退。盘山失守对天镇战局影响巨大。此时，军长李服膺接到了阎锡山“相机撤退”的密电，于是下令399团坚守天镇城，掩护其他部队撤退。
399团长张敬俊是位山东大汉，生就一股不怕死的虎劲，日军连攻天镇城三天三夜，阵前遗尸无数，就是未能攻破。于是，日寇决定绕过天镇先攻阳高，阳高防守薄弱，很快失守。攻下阳高后，日军折回来再围攻天镇。后路被截，军长李服膺下令399团退出天镇。
（阎锡山）
9月12日，天镇陷落。日军进城后对百姓进行了惨无人道杀戮，全天镇县城当年有7000多人，就被日军杀了2300多人，整个天镇城成了人间地狱。日寇罪恶滔天，天镇人永远都不应该忘记这一惨案。这天是农历8月初八，当地人称这次蒙难为“八八惨案”。
阎锡山本打算筹划“大同会战”，但日军绕开了大同，经察南从蔚县、广灵直扑平型关，进入雁门关内。这样，阎锡山策划的“大同会战”泡汤了，于是下令弃守大同，要求所属部队全部撤至内长城一线，准备同日军在平型关方面会战。
天镇失守，日军屠城制造惨案，“大同会战”不战而逃，引起全国人民的抗议。阎锡山自知无法向国人和南京政府交代，他本想将400团长李生润处死塞责，但李生润听到风声逃走了，这样，噩运就落到李服膺身上了。
李复膺没料到阎锡山会下毒手，当听到被处死刑时，他气愤地说道：“我有你让撤退的电令！”阎锡山没有回答，随后说了句：“你的家人有我关照，不用担心你放心走吧”。最终，李服膺以“放弃阵地，擅自撤离”的罪名，被执行枪决，成为抗战以来被冤杀的第一位高级将领。