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阎锡山不得不在表面上摆出一副继续抗战的姿态，内心的算盘却在剧烈地拨动。一是坚持他的“只要有力量，任何合理的事情都可以做成功”的信条，决定扩充军队；二是想方设法进一步加紧对军队的控制，对部属的控制。经过这次扩军，军队达到四个集团军，8个军三个炮兵团，两个工兵团，一个政卫师，还有六个游击纵队，号称17万，实有12万多人。
不断加强对部下和军队的控制，是阎锡山一大心病，在这一方面，他真是绞尽脑汁，用上了古今中外的各种方法。多年来的混战中，军阀们的部下朝秦暮楚，频频倒戈的事实，让他印象深刻。而在他的账薄上，山西已经是阎家的私产，对任何企图将他取而代之、和他心思不一的异己，他都毫不留情地予以痛击。他先后驱走了把兄弟、太原起义时的亲密战友黄国梁，驱走了曾为他立下汗马功劳的孔庚，排挤走了危急时曾救他一命的徐永昌……，能征善战的得力部下，也先后有许多人为他所不容，。特别是在讨奉战争中坚守涿州，在抗战初期血战忻口、保卫太原立下大功的傅作义，在他多方排挤下也被迫离去。阎锡山当然不会反省自己的过失，除了大骂这些人之外，他唯一的心思是如何加强组织上和思想上的控制，防止进一步的分崩离析，建立绝对忠于自己的组织核心，忠于自己的军队。他向法西斯学习，提出“决心建立铁军”。什么是铁军？阎锡山的注解是：通过强化内部组织和教育，造就一支军队，“打人人受不住，人打来必定吃亏；攻击人一定可以攻下，防御人一定攻不上来”。他雄心勃勃地计划着，这样的铁军，如能拥有10万，即可掌握山西；拥有20万，就可掌握二战区；而拥有30万，就能独占华北了。
1939年11月，铁军在阎锡山的家里正式宣布成立。其真实名称为“山山铁血团”，含义就在于“山西是阎锡山的”。但这样的名称显得太露骨，就以它一人介绍三人层层发展的方法，又称为“三三铁血团”。最后是将上述两种含义融合起来，正式称为“山三铁血团”。这个名称本身，就被定为最高秘密，阎锡山规定，任何人不得将组织的名称特别是它的含义泄露出去，否则，就以背叛组织的罪名予以制裁，也就是处死。开始的发起人为13人，后增至28人，号称二十八宿。二十八宿将当时晋绥的实力派人物都网络在内，而其核心人物是五台同乡，阎的至亲嫡系王靖国。
铁血团选在阎锡山的家中成立，清楚地说明它就是阎的御用工具，而成立仪式近乎滑稽一般的表演，更证明着它的陈旧和腐朽。成立会在晚间举行。28名发起人与阎锡山、王靖国围成一圈儿跪下，先是痛哭以示真诚，又用针刺破手指头，用血在白绢上点写守约。守约为：“三三铁血团守约。铁血主公道，大家如一人，共生死利害，同子女财产。”血盟之后，发起人跪到阎锡山面前宣誓。誓词中说：“以生命付诸组织，与组织共存亡，始终到底。如有违犯，愿受组织最严厉的处分。”誓词之后是宣读纪律：“犯以下各条之一者处死：一、脱离组织，背叛组织者；二、阴谋破坏组织者；三、不服从组织决议及指示者；四、泄露组织秘密者；五、有诬蔑会长之言论和行动者；六、污蔑同志破坏亲爱团结者；七、不积极努力组织工作、致组织受重大损害者；八、犯烟、赌、脏、欺之一者。”宣读完毕，宣誓者还要再次刺破左姆指，在宣誓人名下盖上血印，以示郑重和至诚。之后，阎锡山叫出他的家人，与发起人相见，并给儿子一一作介绍：这是某某叔叔，你们要行礼，今后咱就是一家人了。接着在会餐中，彼此称兄道弟，表演出一派同心同德的和睦气氛来。
铁军要求每个成员必须符合“钢的志气、胶的团结、铁的纪律”三个条件的要求，规定：组织永远不开除同志，如有违犯纪律的，就给予最严厉的处分——自裁处死。铁军用层层密密的纪律把成员死死地绑在阎锡山的车轮上，并用封建行会的发展方式，进一步罩上一层神秘的外衣。参加铁军的手续很严，要先由介绍人说明被介绍人的情况，经过审查，再经过短期培训，经过阎锡山、王靖国等首脑人物的四次传见，才能履行正式的加入仪式。入会仪式十分诡秘，半夜里才要举行。最初发展的几批，都在阎锡山居住的窑洞中举办仪式。窑洞中间悬挂着阎锡山的大幅画像，前面摆着桌子，桌上点起两支腊烛，插着一炉香，桌中放着由发起的二十八人的血指写就的守约，旁边放着几根针。阎锡山威严地立在桌旁，参加人要先对阎行九十度的三鞠躬礼，经介绍人说明情况，阎点头表示认可后，参加人就跪到桌前，面对阎锡山的画像，背诵誓词和纪律。之后，用桌上的针刺破手指，在誓词后面宣誓人的名下押上血印。阎再作简短训话，参加人再次表示决心。规定的手续和仪式，必须是个人单独举行。后来发展的人多了，就由各地的小头目代为主持。阎锡山不可能次次都在现场，但他的权势和威胁却压抑和控制着每一个参加人。它的发展方法，采用“三三法”，计划发展十二层：发起人为第一层，每人可介绍三人为第二层……如此层层发展，到第十二层。计算一下，发展到第十二层时，当有成员近五百万人。这一方面表明了急于扩张实力的狂妄，而另一方面却也暴露出自命不凡的愚蠢。各层的人还一律使用化名。阎锡山化名为“齐继川”，取“一齐继承阎伯川”的意思，铁军组织化名“郭复兴”、“杨明德”。组织按二十八宿分为二十八系，纵分为层，只发生纵的关系，不发生横的关系。开始时，铁军的发展对象是部队的中上级军官，逐步发展到下层军官和政工人员，后来更发展到士兵。而且，在所谓“领导一元化，军政一元化，组织一元化”的口号下，由铁军成员掌握军政大权，铁军成为阎锡山手中的一支御林军。铁军发展到部分士兵后，又称作铁军基干，阎锡山把他们称作铁班中的“铁大梁、铁二梁、铁柱子”，这些人有极大的特权，甚至可以“当场打死倡议缴械投降的任何人”。这个组织中的分子，都能和阎锡山发生直接联系，所谓“大家和会长一条心，条条电话线通向会长”，在军队中起到了相互监视和制造恐怖的作用，比警察和宪兵都厉害。
成立铁军的目的，主要是为了加强对军队的控制。从“晋西事变”后，阎锡山就着意培植王靖国替他掌握军队。为了解脱王靖国，他把造成“晋西事变”的责任全部推到赵承绶、郭宗汾等人头上，上报南京政府，予以处分，并借此机会撤换、调整了一批军队高干。不久之后，所有军队都被以王靖国为首的铁军掌握。王靖国从此权倾一时，不可一世。
与此同时，阎锡山又进一步发展同志会组织，从政治上加强控制。
成立于１９３８年初的“民族革命同志会”，是以“建立强有力的统一的民族革命领导机构”的名义建立起来的。到阎锡山的反共趋势日益明显时，它又成为阎手中网络亲信、控制干部的一张牌。秋林会议后，同志会中发展起了“同志先锋队”简称“同先”和“同志会基本干部”简称“基干”。“同先”是同志会中的骨干组织，而“基干”则是“同先”中的骨干。圈子之中画圈子，最后还是将权力集中于一小撮亲信手中。“基干”首先在高中级干部中发展，入“基干”须履行严格的手续。先是由阎锡山本人亲自批准，而后由赵戴文“叮咛”、杨爱源“监督”，直接面对阎进行宣誓。基干的纪律森严，“诋毁领袖”、“破坏组织”、“背叛组织”、“不执行决议”者都必须自裁或处死。阎用严厉无情的法西斯手段，对他们进行控制。有一个师长，长期追随他，算得上是一个亲信了。在防地上，与人闲谈时说过这样的话：“从中央领到的款，完全被会长扣了，他还口口声声说怕我们贪污”，“什么‘同志会’呀，简直是以‘同志会’为捆仙绳，把我们捆住，为他卖命，不准脱离。”这话被密报给阎锡山，阎立即将他调回，进行盘查。这人只好承认是信口胡说，并苦苦哀求今后决不会再说不利于会长的话。阎锡山冷冷一笑，授意王靖国等几个“高干”开会议决，令这个师长“自裁”。之后，派人给他送去一大杯鸦片烟浆水，此人被迫痛哭着喝下，却许久难以咽气。于是，就用绵纸覆盖其面，喷上冷水，将其活活蹩死。此事传开，令许多高级军政人员都不寒而栗。基干也是当官的重要阶梯，专员、师长级的负责主官，必须由基干担任。同志会的组织延伸到全省各地，在区县及军队、学校中层层建立分会。阎锡山有意用同志会代替行政组织，甚至把战区及省政府的关防印信置而不用，以同志会和执行部和会长的名义发号施令。民族同志会成为带有政党性质的一个政治组织，体现了阎锡山独立于国民党之外自成一家的主张，成为他的独立王国的政治核心。
一个铁军控制军队，一个同志会控制政治，同时又利用两拨人马的矛盾相互制约，以保证自己的最高权力。这就是阎锡山的如意算盘。王靖国掌握铁军之后，日渐高傲起来，甚至不把阎锡山放在眼里。蒋介石有一次在西安召开军事会议，王靖国前往参加。会间，蒋介石单独召见王靖国谈话达四个小时之久。但王靖国返回克难坡后，却未向阎锡山汇报，而擅自将参加会议的情况和蒋的谈话精神，直接印发到各个部队。阎锡山得到密报，随即召见王靖国，命令他立即将印发下去的材料追回，还当着众多高干的面阴沉着脸说：“你们拿军队的，掌组织的，不要在我面前耍花枪。告诉你们，不要把我当汉献帝对待。”吓得王靖国满面流汗，连连请罪。这事也给了阎锡山一个刺激：多亲密的部下，也需要防范和监视。于是，他又千方百计要把梁化之扶上同志会的领导位置。在召开基干同志第四次全体会议时，阎锡山宣布用无记名投票的方式选举同志会的领导机构。按他事先定下的基调，这次所谓“民主选举”，应选出十三名高干，按组、军、政、经等部门实行分职负责，而由梁化之任同志会组织领导机构工委会的主任委员。结果，选举下来，参加会议的560多名基干，只有120多人投梁化之的票，梁只能当选一个普通的