：对日本的侵略，以所谓不卑不亢的态度相机应付；对德王须以忍让为重，必要时给点地方也可以。阎锡山对蒋继续对日本采取让步政策表示不满，他在太原发表讲话说：“至国事前途，中央仍抱有限度的委曲求全之救国宗旨，努力折冲。”指责蒋介石用淡漠的态度对待抗日，还没有将抗日当作大事。11月上旬，伪蒙军大举进犯，晋绥军严阵以待，坚决反击，双方展开激战。傅作义将军巧用援兵，将来犯的伪匪军5000余人一举歼灭。晋绥军的胜利居然把蒋介石吓了一跳，11月17日，蒋介石亲赴太原，要阎锡山、傅作义迅速停火，“以免共匪借题发挥，影响中央誓死剿共政策”。阎锡山对蒋的做法大为不满，坚定地表示：“本人对绥事感想，认为纯是责任问题，守土是军人的责任，晋省军民人等，对剿匪御侮极具决心”。同时，立即命令晋绥军独立第七旅开赴绥远增援。为表示自己对绥远抗战的支持，阎锡山将其父所遗的87万巨款，以母亲的名义捐给前线。他的这一番举动，对部下高官及普通百姓都产生了巨大的影响，进一步激发了民众的抗日热情和决心。许多高级干部纷纷捐款，太原的学校、商界，也都积极募捐，支援前线。影响扩展到全国，全国各地都掀起了大规模的援绥运动。国民政府派当时的行政院长汪精卫率团前往绥远慰问，各大中城市的各界人士，海外侨胞，纷纷参加“以一日所得援绥”、“万件皮衣”等募捐活动，各地的慰问团、医疗队，源源不断开赴绥远。
当时慰问绥远伤员的，有各界人士，其中有大批共产党员。上海电影演员陈波儿率一个抗日慰问团前来慰问，却引起了阎锡山集团内部分上层人士的反对，他们说陈波儿是共产党员，不应该接受这样的慰问。阎锡山听后大不以为然，在一次干部会上批评这种排斥共产党员的论调时说：“天下第一等的好事不做，第一等的好人就离开你。第二等的好事不做，第二等的好人也会离开你。第三等的好事也不做，第三等的好人也离开你。现在抗日就是第一等的好事。人家一讲抗日，就说是共产党，这样就把第一等的好人推到共产党方面去了。有人到绥东慰问一下伤员，你就当人家是共产党，也会使这些离开你，这是把长四条腿的动物都当成老虎了。”表现出他很想拉拢、争取有影响的人物为己所用，并高高树起自己的抗日形象来。
正是出于这种心情，为了表示对抗日的积极态度，为了拉拢和团结抗日群众，阎锡山筹划建立一个群众性的抗战团体，用以发动和组织民众，并将此事责成梁化之负责。梁化之经过精心推敲，认为“抗日救国”是共产党的口号，这样提，对日本人刺激太大；而阎锡山主张“守土抗战”、“牺牲救国”，因此将这一团体的名称定为“牺牲救国同盟会”。同盟会提出了“不分党派、不分男女、不分职业，只要不愿做亡国奴的人们，一齐动员起来，积极参加一切救亡运动”等八条纲领。消息传开后，阎阵营内的不少高干表示怀疑和反对。面对这些意见，阎锡山坚持“冬天穿皮袄，夏天穿汗衫，需要什么就来什么。现在是需要牺牲救国的时候了。”一方面说明他看清了当时的形势，抗战的路是非走不可；但另一方面，也显现出他的思想深处，还是实用主义当家。经过一段时间的筹备，1936年9月18日，“九一八”国耻五周年的纪念日，山西牺牲救国同盟会正式宣告成立。阎锡山亲任会长，由他的表侄梁化之任总干事。牺盟会的成立，是阎锡山由反共转向联共，接受中共提出的建立抗日民族统一战线的标志。此后，对山西境内的共产党人的追捕和迫害暂时停止了，共产党员能够公开从事抗战救亡的宣传鼓动工作。他看出了共产党主张抗日救国，在民众中影响很大，就想利用共产党来动员和组织民众，于是以“晋人治晋，共策保晋大业”为旗号，从北平请回了山西籍的共产党人薄一波，主持牺盟会的日常工作。中共中央北方局也先后派杨献珍等人参加牺盟会，并组成由薄一波任书记的山西省公开工作委员会，以主要精力做阎锡山集团上层人物的统战工作，开展全省范围内的抗日救亡运动。随着工作的开展，共产党人逐渐在各部门担任了重要职务，不久之后，山西牺盟会就变成了披着阎锡山的合法外衣，在中共领导下的一个抗日群众组织。山西境内的抗日救亡活动得以轰轰烈烈开展起来。
在中共抗战决心的影响下，在民众抗战热情的推动下，阎锡山此时确实对抗战有了比较明确的态度。1936年10月31日是蒋介石的50岁寿辰，阎锡山与张学良联合起来，利用祝寿之机，向蒋介石进谏，要求蒋介石停止内战，联共抗日。他们面见蒋介石，陈述了自己的主张。蒋介石仍旧坚持其“攘外必先安内”的政策，并说共产党已成强弩之末，只要大家努力，短期内不难彻底消灭，永绝后患。蒋介石对二人还大声训斥；阎、张讨了个无趣，只好沮丧地退出。这一次进言遭斥，成为张学良采取更激烈行动的前奏；而阎锡山也并无后退，其表现是采取了更宽松的政策，使牺盟会的抗战宣传、组织活动得以更蓬勃地开展起来。
牺盟会先后开办军政训练班、民训干部团、村政协助员训练班、牺盟特派员训练班、国民兵军士训练班团、国民兵军官教导团等，对积极要求抗日的各方面人士进行大规模培训活动，不到一年时间里，培训了近万名骨干，为山西坚持抗战奠定了坚实的干部和人才基础。牺盟会利用公开合法的身份，广泛发动青年学生和工农群众，甚至连阎锡山的太原兵工厂的工人都动员了起来，其中有不少人参加了抗日武装，成为坚强的抗日战士。牺盟会还大量编印宣传抗日的期刊、书籍、传单，嘹亮的《义勇军进行曲》等革命歌曲响彻太原上空。牺盟会的卓有成效的活动，在全国产生了极大影响。一时间，山西成为全国抗日的前哨，全国各地的进步青年和各界人士，都纷纷涌来山西参加抗日活动，接受培训教育。国民党爱国将领，曾因痛恨蒋介石不抵抗而在南京中山陵剖腹自杀过的续范亭将军，此时对阎锡山治下的山西，作过热情洋溢的评价：“山西以一隅之地，进行了守土抗战，收罗了进步青年，成立牺牲救国同盟会，表现了思想自由，允许开设《生活书店》。我看见山西有了光明，虽然仅仅点出了一支土蜡烛来，光明不大，但我却和许多爱国青年一样，象扑灯蛾似的，围着这一点儿光明，不肯他去了。”
正是在这种浓烈的抗战气氛的鼓舞和激励下，晋绥军的“绥远抗战”取得了大胜，对全国抗战起到了推动作用。
有全国人民的支援，有阎锡山的支持，还有共产党人的支持和激励。中共先后两次派代表团持毛泽东的亲笔信到绥远慰问，表示坚决做其后盾，鼓励傅作义勇敢抗战。傅作义决定奇袭百灵庙，给日伪军以更沉重的打击。在傅作义的指挥下，经过三天激战，11月24日，百灵庙战役胜利的消息传来，在全国引起一片欢呼。此役共消灭和俘虏日伪军2000余名，缴获各种炮13门，机枪20余挺，面粉2万袋等大批物资。这是中国军队首次在对日伪作战中取得的大胜。北平的〈大公报〉宣称：“百灵庙大捷是整个国家的一次凯旋。”绥远抗战的烽火，燃起了全国民众的抗日热浪；绥远抗战的炮声，也进一步激醒了在陕西“剿共”的东北军、西北军将士。一直背着不抵抗罪名的张学良受到极大的刺激，爱国热情化作不顾自身安危的决心，他于11月27日向蒋介石递交〈援绥请缨抗敌书〉，要求派东北军北上援绥抗日。但蒋介石仍顽固坚持必须集中全力消灭共产党，厉声指斥，拒绝他的要求。12月8日，张学良与杨虎成决定进行兵谏，迫蒋抗日。12月12日，他们发动了震惊中外的“西安事变”。张、杨在通电中申明兵谏的理由时称：“绥东战起，群情鼎沸，士气激昂。于此时机，我中枢领袖应如何激励军民，发动全国整个抗战……”。可以看出，是绥远抗战的胜利，激发了东北军、西北军的抗日热情；而蒋介石对绥远抗战的消极和压制，也成为激起事变的直接原因。一定意义上可以说，没有山西军民的绥远抗战，西安事变可能会延迟，可能不那么激烈，而抗日民族统一战线的形成和发展也可能会遭到更多的曲折。
西安事变发生后，张学良、杨虎城两将军向各地方实力派发出电报，希望他们能够通电响应，打破蒋介石坚持进行内战的局面，推动蒋介石走向抗战。张学良还专门派出代表飞赴太原，邀请阎锡山到西安共商救国大计。而这时，南京政府出现了主战与主和两派互不相让的局面，两派都希望取得地方实力派的支持。阎锡山在地方实力派中资格最老，实力最强，且山西又与陕西一河之隔，他的态度如何，就成为各方关注的目标。孔祥熙等人还提出一个方案：先把蒋介石移送至太原，再说其他。可见阎锡山在这一事件中所处的地位异常特殊。
得知西安事变的消息后，阎锡山是感到意外的，一时也拿不出主意。他连夜召开高级官员会议，反复商讨恰当的应对办法。此时，正值绥远抗战之际，阎锡山需要国民党中央政府给他以经济和军事上的支持。如果全国陷入混乱，不仅晋绥抗战的形势会立即逆转，而且很可能给他带来更大的危险。西安事变发生后，南京方面弓拔弩张，激烈的内战一触即发，如果大规模的内战爆发，只会给日本的侵略造成可乘之机。当时在国内，只有占据中央政府位置的蒋介石有能力来领导对日战争。考虑再三，阎锡山最后决定拥护南京政府，谴责张、杨，营救蒋介石。于是，阎锡山向张学良、杨虎城发出了有名的“五乎”电报：“来电均诵悉。环读再三，惊痛无以。弟有四个问题质诸兄等：第一，兄等将何以善其后乎？第二，兄等此举，增加抗战力量乎？减少抗战力量乎？第三，移内战为对外战争乎？抑移对外战争为内战乎？第四，兄等能保不演成国内之极端残杀乎？”阎锡山的这种表态，受到中共的重视和称赞。中共中央给阎锡山致信，说“陕变突起，事出非常。从电讯中知我公反对内战，有‘共维大局’之语，至理名言，曷胜钦佩”，又指出“目前宁军攻陕甚急，愿我公出以有力之调停手段”。当然，他的表态，也是给张、杨迎头泼下的一盆冷水，使他们对阎锡山大失所望。张学良回电驳斥了阎的责难，同时也还是希望山西能在这一事件中保持中立，不要动用军队将矛头指向东北军和西北军。因为事变发生，南京方面与西安方面中断联系，与两方都有联系的阎锡山的举止就具有举足轻重的影响。南京政府代行政院长孔祥熙在收到阎锡山的电报当天，就复电阎，“我公公忠体国，雄镇边陲，登高一呼，众流响应；尚祈主张正义，领导群伦，俾抒国难……汉卿于公夙致推仰，尚责以大义，动以私情，挽已倒之狂澜，拯救国家于万劫。”同时就赋予阎锡山以营救蒋介石的全权。张学良也特意派出代表到太原转告阎，说明蒋介石在西安绝对安全。
阎锡山感到这是抬高自己身价的好机会，立即将此消息报告南京，并授意太原各报刊登消息