坚守六天后，阎锡山又电令李服膺“相机撤退”，第61军开始连夜撤退。期间，李服膺多次到前线督战，勉励官兵，使得第61军官兵在六、七十里长的防线上坚守十天之久，使日军进退两难！
但是，在李服膺率残部退往雁门关途中，阎锡山却电令他赴太和岭口参加军长级会议。
临行前，他的部下和傅作义都劝李服膺不要离开部队，但他毅然前行。
不料，李服膺刚到太和岭口，就被宪兵扣押。
阎锡山随即宣布他的罪名是擅自撤防败逃。
傅作义见状，多次找阎锡山说明情况，都未能如愿。傅作义很明白阎锡山的险恶用心，为应付国内舆论，杀李抵罪，舍车保帅。
李服膺被“处决”后，第61军主力归第18集团军朱彭总副司令统一指挥，继续扛起抗日大旗。