太原失守的第二天,八路军第一一五师主力便向晋西南挺进。1938年2月,日军进攻晋西南,阎锡山等人的部队退向山西南部和黄河西岸。第一一五师立即推进到汾阳和孝义地区,阻止日军西进。他们派出工作队开赴石楼、永和等县,开创抗日根据地。3月2日,林彪在隰县以北被阎锡山部队的哨兵误伤,回延安治疗,陈光代理师长。随后,陈光和罗荣桓率领第一一五师主力转入隰县地区,连续同日军作战,歼灭一千多名日军,击毁七十多辆军车,迫使日军向东撤退,粉碎了日军西犯黄河河防的企图,打开了晋西南的局面。
从4月份起,第一一五师主力开辟晋西南北部地区。与此同时,山西省委和抗日决死二纵队开辟了晋西南中部。到同年夏季,晋西南抗日游击根据地初步形成。9月,第一一五师主力向日军出击,在丰城地区三战三捷,巩固了这一片抗日根据地。
川岸师团开进太原以后,对出没在正太铁路线的刘伯承部极为恼火。川岸文三郎在1937年年底调集两千多人,摆出马蹄形的阵势,对刘伯承的部队发起六路围攻。