卫立煌布置军队防线东从龙王堂、蔡家岗起，西至朦腾、南峪，约有五、六十里。
战前，阎锡山便有准备，早在忻口战役的前两年，即民国24年，阎锡山就命令在忻口村北的后沟及沟外的西崖下动工修筑战备窑洞，一直修到战争爆发前，总共修成窑洞47孔。这些窑洞全用石块砌成，既深且宽，至今坚固完好，它是忻口战役最好的纪念物，也永远是极好的战备用窑。最深的窑洞有二十余米，宽度在三米以上，高约四米。洞门若城门状，上有石垛，垛下有“第～号”字样的横匾，字大工整，给人以端庄之感。忻口战役中，中间地区指挥所就设在后沟的第九号窑洞，其余窑洞多做军火库和马厩之用。
据忻口退休职工武长治老人回忆，当时修筑窑洞共用款十一万元，担负修窑任务的是晋绥军炮二十五团三营。该营营长李志勤（天津人）曾在忻口武宝玉家中住过，李志勤还叫来一伙他的天津老乡，配合当地民工包揽修窑任务。
当平型关丢失后，阎锡山下令晋绥军全线撤退，大军在忻口一带集结，同时，求援南京政斧。于是，卫立煌的第14集团军从石家庄紧急入晋。
卫立煌根据忻口的地势，布置了三个方位的布防。
中央地区：前敌总指挥郝梦龄，副总指挥陈长捷。指挥部位于后沟第九号窑洞。
忻口：国民党第9军54师师部（副官处设在武玉厅家中）；晋绥军第61军新编读力第4旅（即于镇河旅，住在王元治家中）。
界河铺：晋绥军70师215旅。
金山铺：傅作义指挥部；国民党21师、81师。
高城：晋绥军第19军，西北军读力第5旅。
淤泥：25军。
关子：晋绥军35军211旅；54师5团2营，54师3团。
南怀化：第9军54师一部；35军；川军；陕军等。
下王庄：35军218旅；第9军54四师3团。
弓家庄与怀化北街：35军某部。