了日本国内的一致叫好。
1937年3月1日，板垣返回日本，本来他的好友总参作战部长石原莞尔想推荐他担任林铣十郎内阁的陆军大臣的，但陆军次官梅津美治郎不能容忍板垣爬到他头上，改任日军陆军第五师团长。该师团辖第9旅团和第21旅团，是日本的最精锐的陆军师团之一。
卢沟桥事变之后，板垣征四郎率第5师团由广岛出发，途经朝鲜釜山，到达天津。但是他的开局并不顺利。
开战伊始，板垣师团接到的命令是攻占南口，保障主力的侧翼，但先是在南口天险遭到汤恩伯军团的坚决抗击，后来侧翼和后路又遭到卫立煌军团的冲击，知道日军华北方面军司令寺内寿一投入山下奉文旅团才避免了板垣被合围的危险。接着关东军参谋长东条英机率领察哈尔兵团四个旅团，迅速击败了刘汝明的部队，威胁到南口汤恩伯军团的后方，汤恩伯被无奈放弃南口，在这一系列中日双方复杂的机动作战之后，板垣才勉强完成方面军交给他保障主力侧翼的任务。
日军为了进行预定的保定-涿州大会战，进行了兵力大集中，板垣的一个旅团也被抽调，板垣不甘心就这样带着半个师团守在南口，随联络东条英机兵团，沿着平绥线两侧，紧追败退的傅作义第七集团军，相互呼应共同向绥远发起进攻，把战局扩展到华北屋脊的山西高原，这一举动完全超出了大本营和华北方面军的计划之外。在东条英机兵团把中国军第二战区主力吸引到大同附近后，板垣突然兵锋一转，打垮了晋军刘奉滨师，飞兵直取平型关，沿着几年前借着参拜五台山就勘查好的路线，突破了内长城一线，至此山西北部门户洞开，第二战区司令长官阎锡山如梦方醒，慌忙调兵堵击，并处决了作战不利的军长李服膺祭旗，但终于因为配合不力，指挥混乱，丢了茹越口天险，晋军被迫全线后撤 。
板垣在作战中率第5师团正面冲击20万中国军队坚固防守的忻口阵地，这是只有最疯狂的指挥官才能干得出来的事情。忻口战役血战23天，在日军的猛烈炮火下，中国军队损失了第九军军长郝梦龄以下数名将官及十万将士！10月26日，已经攻克保定、石家庄的日军主力分兵攻陷山西东部门户娘子关，向太原急进，忻口中国军队腹背受敌，只得弃守。板垣破围而出，穷追处于崩溃状态的几十个中国师，乘机攻陷太原。
后来这一战果传回国内，顿时变成了板垣征四郎以半个师团击溃中国军30几个师，攻占山西，板垣征四郎一时风头无两！在华北日军将领当中，板垣征四郎的名望甚
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