一月八日，太原陷落，国民党中央军和晋绥军沿同蒲路、平汉路大举南撤。但武士敏将军坚决反对恐日思想，率领第一六九师与八路军、决死队、国民党骑四师王奇峰部、四川军队李家钰部坚持山西抗战，与敌人周旋于太行山和太岳山上，钳制太原、晋中的日军，多次与日军交战，屡挫敌锋，立下了不朽的战功。

    一九三八年四月，日军主力部队三万余人九路围攻我太行抗日根据地。

    武士敏将军根据作战部署，坚决听从第十八集团军朱德司令与彭德怀副司令的指挥，率领第一六九师与八路军密切协作，共御外侮，坚守子洪口要隘，同进犯的日军第一零九师团血战数昼夜，杀得日军尸横遍野。

    一九三九年六月，日军再次集结第一零九师团和独立第九旅团主力，从平遥县豹凸山侧面，袭击武将军驻在大岳区的第一六九师，形势异常险恶，第一六九师面临三面环攻，武士敏将军指挥若定，集中全师重火力于七月四日秘密转移到沁源的天神山上，第二天凌晨，凶恶的日军刚接近天神山脚下，武将军一声令下，全师大炮、机枪猛烈开火，把日军压制在马家峪沟湾，打得敌人狼狈不堪，尔后，日军架炮组织反击，但我军占据有利地形，打退了日军的一次次进攻，迫使日军后撤。在天神山大捷后，武将军以战功晋升为第九十八军军长，率部继续转战在中条山区，抗击日本侵略军。

    一九三九年，国民党顽固派掀起了第一次反攻高潮，阎锡山密令其部队消灭山西新军，还派人拉拢武士敏将军夹击山西新军，武将军义正辞严地拒绝了，表示坚决与八路军合作，以国家民族利益为重，共同抗日，不把日寇赶出中国绝不罢休。

    一九三九年下半年，由于日军的残酷进攻和国民党内投降妥协空气的影响，国民党朱怀冰等部队都离开了艰苦的山西根据地，而武士敏则坚决与中共合作，在官兵中经常宣传“抗日高于一切，坚持抗战到底”的道理。武士敏将军在朱德、彭德怀的鼓励帮助下，表示了坚决抗日的决心，模范地执行了真诚团结，抗战到底的正确方针。

    一九四零年二月，朱德、彭德怀正副司令在沁县召开国共两党的东路军将领会议，共商团结抗日大计，武士敏将军在会后说：“我当了几十年兵，真正懂得为国报效是在小东岭会上听了彭副指挥的教诲后才认识的。从此，我才懂得怎样做一个真正的军人。”

    第九十八军在武士敏将军的领导下，与八路军密切配合，打退了日军对我抗日根据地的多次猖狂进攻，坚持了山西的抗日战争，为稳定全国抗日战争的局势，支持正面战场作战，作出了巨大的贡献。

    一九四一年五月，日军发动中条山战役，集结临汾、长治、晋城十万多人分十四路向中条山进攻。国民党驻守中条山的部队约二十万人。由于无充分准备，庞大的后勤机关不能疏散，部队无法展开战斗，结果受到严重损失，国民党二万多人投降，四万多人被俘，一万多人牺牲，其余十万多则奉命退过黄河，唯武士敏将军事第九十八军转战各地，坚决与八路军一起在山西抗击日军。日寇多次派人劝武士敏投降，但均遭拒绝。一次，日寇派一个认识武士敏的叛徒来劝降，武将军大怒：“我是一个军人，我应该死在抗日的战场！”遂将叛徒扣压。

    九月下旬，日军集中主力三万余人，兵分十四路，向英勇抗战的武士敏将军的部队扫荡，合围第九十八军所在地沁水县东峪、西峪。由于敌我兵力对比悬殊，二十九日武部被日军包围，武士敏将军临危不惧，亲临马头山前线，指挥部队顽强抵抗，浴血奋战，并多次组织突围，终因敌人封锁严密，受到严重挫折，全军将士与日军反复冲杀，终因寡不敌众，全军覆没，武士敏将军在突围中被敌人子弹击中下腭，高呼：“拼到底，不成功，便成仁！”尔后壮烈牺牲，时年四十九岁。