郝梦龄在北上抗日出发之前，已下定以死报国的决心。
1937年9月，郝梦龄率部北上抗日途经武汉，他利用队伍休息的时间回家与家人告别时，对年幼的子女们语重心长地说：“我爱你们，但更爱我们的国家。现在敌人天天都在屠杀我们的同胞，大家都应该去杀敌！”
当他含泪向他的孩子们告别时，他将写好的一封信交给了大女儿郝慧英，嘱咐她等他出发后再打开看。年方15岁的郝慧英不理解父亲的心情，硬要拆开看，父女两人争抢中把信撕破，郝梦龄便随队伍出发了。
待郝梦龄走后，郝慧英把信拼凑起来，原来是父亲留下的遗嘱，还可以辨认出来的内容是：
“此次北上抗日，吾已抱定牺牲。万一阵亡，你等要听母亲的调教，孝顺汝祖母，关于你等上学，我个人是没有钱，将来国家战胜，你等可进遗族学校。留于慧英、慧兰、荫槐、前楠、荫森五儿，父留于一九三七年九月十五日。”
就在郝梦龄率军北上的途中，日军已经在攻占山西地区内长城一线关隘后，准备向太原发动进攻。郝梦龄率所部第4军到达石家庄后，归属第14集团军司令卫立煌指挥。这时山西雁门关已经失守，晋北忻口成了山西抗击日本侵略者的第一道防线。忻口是晋北地区通往太原的门户，其地势险要，右托五台山，左依云中山，两山之间一片河谷，河谷中间有一座数十米高的土山，筑有半永久性工事。
1937年10月1日，日军参谋本部命令华北方面军：“以一部兵力在山西省北部作战，占领太原。”当夜，日本华北方面军即令第5师团担任攻占太原的任务，为统一晋北作战行动，日军将关东军察哈尔派遣兵团的4个多旅团统归第5师团师团长板垣征四郎指挥，此时，日军在晋北的兵力计有3个师团7万余人及火炮250门和战车150辆。
国民党统帅部于10月2日命令卫立煌率第14集团军的4个师和1个旅，由石家庄经正太线运往太原，增援晋北。第二战区决定在忻口地区，“以攻势防御之目的，以主力占领既设阵地，两翼依托五台山及宁武各山脉，缩短战线，集中兵力，对侵入之敌乘其立足未稳迅速击灭之。”郝梦龄于是率部队于10月初先期到达了忻口前线。在卫立煌的统一部署、指挥下，任中央兵团长（即忻口中间地区前线总指挥）指挥第9军和晋绥军第19军、第35军、第61军等部，坚守忻口以北龙王堂、南怀化、大白水、南峪线的主阵地。
郝梦龄夜以继日地奔波在最前沿，视察阵地，部署兵力，指导抢修工事，鼓励官兵奋勇作战，他对官兵们说：
“此次战争为民族存亡之战争，只有牺牲。如再退却，到黄河边，兵即无存，哪有官长。此谓我死国活，我活国死。”
他反复强调，人人都应抱定有我无敌、有敌无我的决心与敌拼杀。官兵备受鼓舞，誓死杀敌。
10月1日，日军混成第2旅团1000余人，由繁峙向阳明堡发起进攻，经与守军第19军激战后，突入阳明堡。4日，日军混成第15旅团向原平镇实施迂回攻击。第二战区为达成主力有充裕时间集结忻口与日军决战的目的，下令死守待援。5、6日，日军集中炮火猛烈突击，守军大部阵地被摧毁。
7日，日军已达5000余人，并有飞机20余架、重炮30余门支援作战，经6小时狂轰滥炸后，北城墙被毁，守军伤亡惨重，日军乘机突入城内。东、西城守军奋勇夹击，与日军展开了近战肉搏和巷战，第19军军长王靖国亲临第一线率部堵击，但日军增援部队越来越多。
8日凌晨，王靖国率部突围撤离。与此同时，由阳方口南下的日军独立混成第1旅团，向宁武中国守军独立第7旅发起了进攻。激战数日，最后独立第7旅旅长马延守亲率卫兵加入战斗，拼死抵抗，终因寡不敌众，宁武于6日失守，守军退守轩岗一带，忻口面临日军的直接攻击。
12日，第二战区一线3路集团军已到达忻口附近占领了阵地，第9军、第19军、第35军、第61军等部为中央兵团，由第9军军长郝梦龄指挥；左翼兵团由第14军军长指挥；卫立煌为前敌总司令，统一指挥忻口地区作战。
在忻口会战正式开始的前一天，郝梦龄给夫人写下最后一封家书：
“余自武汉出发之时，留有遗嘱与诸子女等。此次抗战乃国家生存之最后关头，抱定牺牲决心，不能成功即成仁，为争取胜利，使中华民族永存世界上，故成功不必在我，我先牺牲……”
这封满怀爱国主义情操的家信，随后以《双十节与妻书》为题登载于当时武汉的报纸上，为全国的抗日军民所感动。这些慷慨悲壮的话语，表明了郝梦龄为国捐躯、抗战到底的决心。
