太原的设防的确是一流的。但在晋中战役，它毕竟已一座孤城了。眼座孤城又靠谁防守呢？此，阎锡山的兵力剩了66、68、69师、暂编45师、49师暂编8总队等6师了，加从晋中战场逃回的残部，显是不够的。
不，阎锡山有招数，他派他的太原绥署副主任杨爱源，亲南京找国驻华使司徒雷登，通司徒雷登，恳请陈纳德派B-25型轰炸机太原助战；又派彭士弘等人前往青岛，恳请军7舰队司令白吉尔兵应援；派他的高参、原日伪山西省长苏体仁东日本，策划立“东亚同盟志愿军”，空运太原战。
其结果又怎呢？除了军在青岛、烟台等拼凑了一假名经济考察的军组织太原外，其余泡影。
此招不，阎锡山并有灰丧气。他一面连电向蒋介石求援，一面补充残余部队。
经东拼西凑，他恢复了晋中战役中被重创的61军军部；重建了晋中战役被歼的19、33、34、43等4军部70、71、72、73师，暂编39、40、44、46师，暂编9、10总队等10师。同，将太原民卫军编铁血师；将各部队抽受训的“铁军基干”编铁干师；将太原绥署军官队各部编余军官编神勇师迫击炮师；将被俘返的人员编忠贞师。，阎锡山防守太原的兵力达10万余人。
阎锡山集中了11师、21保安团，在太原城外组了东、西、南、北四防守区：东防区，19军军长温怀光兼总指挥；西防区，61军军长赵恭兼总指挥；南防区，43军军长高倬兼总指挥；北防区，33军军长韩步洲兼总指挥。城东南的双塔寺专设塞司令，由43军军长刘效曾兼任司令。城内特务团、宪兵团、装甲团，设中防区；另留有7师预备队，并任命10兵团司令王靖国太原守备司令，指挥全局。
具体防御计划：
一、方针：确保华北据点，控制工业区，培植独立与共匪战军、政治力量，彻底歼灭犯匪；并相机配合其他区国军，全面反攻，恢复政权。
二、指导领：实施战略守势，战术攻势见，少数兵力，固守点，部兵力，保持机动，期凭借坚固工，与炽盛火力，予匪重损害。适运我机动部队，逐次歼灭局部匪军，达攻势持久目的。
三、兵力部署：10兵团担任城东、城南区。确保杨堡、椿树园、马庄、淖马、牛驼寨、风（凤）阁梁线。机动部队，分别控制双塔寺，卧虎山附近。15兵团担任城西、城北区。确保阳曲镇、栏岗、呼延村、化土头、白庄（九院北侧）、南堰镇。机动部队分别控制新城、东社镇附近。由孙楚直接指挥各部总预备队，在城垣附近，保持机动。
四、其他项。⑴推行党、政、军一元化，进行总体战；并加强情报及肃谍工。⑵实行平民经济：节约消费，提倡生产、增加粮源、防匪围困；并空军补给设施，尽力准备与维护。⑶工构筑：须兼有骨干及面配备，并在、面、空中（指碉堡、城墙、中、孔）立体设备。在东正面，应注意敌攻坚，在西正面，应防匪奇袭。⑷战斗注意：必须伏枪、伏炮、实行节短势险战法，增匪损害至最限，减少己损害至最限，俾达火海制人海目的。（《国民党军战役史五部——戡乱》4册，254～256页）
死守太原，阎锡山力加强法西斯统治。8月23日，阎锡山布《告全体同志书》，命令所属严守阵，抱定奋斗底决。此，梁化首的特宪警指挥处，特务手段加强控制；在军队实行“连坐法”，防止士兵逃跑投降；将被解放军俘虏放回的官兵编“雪耻奋斗团”。阎锡山己做了一口棺材放在门口，并己准备了毒药，表示“不功则仁”，欺骗部属他卖命。