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9月23日，日军开始炮击第84师驻守东、西跑池的部队。还未和敌步兵接火，高桂滋就要通了孙楚的电话。
高桂滋说：“孙副总指挥，敌人攻势十分猛烈，职部伤亡惨重，请速派部队增援！”
孙楚说：“我集团军各部都在和敌人交战，都在告急。我哪有那么多预备队？贵军久经战场，作风勇猛，坚守几日，当没啥问题。请高军长严饬部属，勿使敌人突破！”
高桂滋又直接给阎锡山打电话：“阎长官，职部已和敌人多次交战，伤亡惨重。按战区长官部的计划，应予撤往关内，将敌人放进关内围歼，部下认为不宜再拖！”
阎锡山答复：“一切由孙总指挥决定。”
高桂滋力图避战，但第84师中下层官兵抗战热情很高。在与日军交战中，固守既设阵地抵抗，尚无重大伤亡。高桂滋仍在不断地向孙楚和阎锡山告急，说他的第84师和李仙洲的第21师苦战力竭，阵地随时都有被日军突破的危险，请求火速派兵增援。
孙楚搞不清高桂滋说的是真是假，也无预备队可派，只好口头鼓励，拖一天是一天。
24日，第115师联络参谋前往大营告诉孙楚，八路军已于当日，在平型关东十公里的关沟公路两侧设伏，对敌后袭击，希望平型关方面各军和八路军密切配合，争取围歼日军。
孙楚将此情报告阎锡山。
阎锡山说：“八路军出击当然好，但他们能起多大作用？值得考虑。”
孙楚说：“他们人枪有限，唱主角的还是咱们，不能让他们牵着鼻子走。”
“这就对啰！”阎锡山说，“八路军打仗不含糊，咱知道，既然他们来了，就让他们给创造一个好形势。但要兼顾雁门关会战，慎重处理。我已命郭宗汾预备第2军进至大营，听你相机使用，必要时从正面出击，配合八路军作战。陈长捷预备第1军仍留代县，作为占领繁峙东面‘口袋底’阵地的必要准备。”
郭宗汾部到大营后，孙楚耍了两面手法：对高桂滋说，即派郭宗汾部前往增援；对八路军说，拟派预备军增加平型关北翼出击力量，配合八路军抄袭敌后。
郭宗汾率第2预备军来到大营后，士气旺盛，整装待发。这时战区发来电令：“八路军24日夜即进入伏击区，抄袭敌后。孙楚应适时派郭宗汾部，向平型关西北面的六郎城及其以北地区出击，配合八路军围歼日军第21旅团。”
孙楚沉思片刻，向郭宗汾下达命令：“24日夜，联系团城口高桂滋部，迅猛出击，和八路军林师密切配合，打好这一仗！”
得知郭宗汾部到来，高桂滋马上要通孙楚的电话。高桂滋：“孙副总，阎长官和你都曾说，郭部要来增援我部。我连日苦战消耗极大，有的营连伤亡殆尽，难再支撑。请立即派郭军前来增援！”
孙楚：“高军长，兄弟不是不增援你，而是阎长官和战区决意令郭部另行出击，配合八路军作战。请你再坚持一天，明日情况就会有所好转。”
高桂滋又要通郭宗汾电话，让他率部火速前来接防阵地。
郭宗汾说：“高军长，我并未接到此令，恕难从命！”
高桂滋说：“阎长官和孙副总有令在先，兄若违抗，只怕对兄不利。还是请贵军速来接防为好，不然阵地若失，责任应当由你来负！”
郭宗汾：“军人以服从命令为天职。没有命令，叫我怎么行动？请好自为之！”
郭宗汾放下电话，对孙楚说：“高桂滋会不会擅自撤退？”
孙楚说：“大敌当前，没有命令，我谅他不敢胡作非为！”
24日黄昏，日军对东、西跑池又发起攻击。高桂滋十分恐慌，再次给郭宗汾和孙楚打电话，要求郭军先增援一部，以便第84师缩短防线。孙楚和郭宗汾都拒绝了他。
入夜，孙楚接到高桂滋的求援电报，措辞甚为激烈：“最后哀鸣，伏维矜鉴”，“再无援军，只有出于冒犯军令进行撤退之途。”
孙楚气愤地将电报扔到一边。
集团军秘书长卢宣明建议：“是否以第15军一部增援，减轻一点高部压力？”
“第15军阵地同样受敌猛攻，无力出击。”孙楚拒绝了秘书长的建议，然后让副官要通高桂滋的电话，他口气严厉地说：“高军长，我已令郭军出击，请贵军坚守阵地，以便让郭部以全力，一举冲出团城口，配合八路军围歼敌人！没有命令，不许擅自后退！”
高桂滋：“孙副总，职已尽力全力，断难再坚持！”
高桂滋放下电话，对参谋长说：“传令下去，命令各团全线撤退！再给阎老西发报，就说我部按长官原定计划，撤回关内，放敌人进到繁峙打！”
一小时后，东西跑池、团城口、鹞子涧两公里宽的防地落入敌手。孙楚等却不知情。
24日夜，第2预备军在大营集结完毕。郭宗汾站在队伍前，慷慨激昂地说：“弟兄们！保卫国土，是军人的天职！战死沙场，马革裹尸，是军人的光荣归宿！我们与友军协同作战，要义无反顾，杀敌制胜！……”士兵们热血沸腾，举枪高呼：“誓死杀敌，保卫国土！”
各部冒雨出发。军主力向迷回村前进，然后再从东、西跑池一线，越过第84师团城口阵地，进攻平型关正面的日军；并抽出一个旅附山炮连，向六郎城之敌攻击。当郭宗汾随军主力进至迷回、涧头一线时，忽然遭到来自团城口方向猛烈炮击，部队顿时混乱。
郭宗汾大吃一惊。参谋长说：“炮火是从团城口国防工事线上打来的，可能是高桂滋部同我部发生了误会。应赶快派人与高部联系。”
郭宗汾镇定下来。他说：“根据对方的射击方向和火力配置，我判断，高桂滋部的团城口、鹞子涧、东西跑池等高地，均已被敌人占领！”在场者大惊失色！
郭宗汾最初的顾虑应验了。日军居高临下，从南到北对他们疯狂射击，很快各部联系被切断。数千人在狭窄山隘内陷入被分割包围中，进退维谷，陷于绝境！
郭宗汾命令：“传令各部，变攻为守，构筑阵地，就地抵抗！”