就在太原起义成功的第二天即10月30日，清廷下了罪己诏，准许革命党人依法组党。但阎锡山认为“此只不过缓和革命，欺骗世人的手法，并非真心悔祸”（《阎锡山年谱》（一），第45页），因而，他并未改变当初的决定，仍命令以张瑜为北路军总司令，于11月1日，率部北上攻占雁门关并向大同进军。不久，又命令以刘汉卿为南路军总司令，率其第三标于11月19日，由太原进发南下河东，光复平阳、运城。

姚以价、张煌率领的东路军，几乎没费什么周折，便先后进驻娘子关、旧关和清原坪这三处重要关隘。旧关距娘子关15里，它是晋冀之间的险要通道，镇守旧关的是从平阳府调来的清太原镇巡防队的一哨部队，哨官申洪吉知民军来到，早已率部逃跑。其后，虽有清骑兵一队进至关前，也被民军的一阵枪声，吓得落荒而逃。距旧关约五六里的要隘清原坪，因人烟稀少，交通不便，民军进驻后，曾一度粮食供应困难，后来，也由张煌设法解决，并且还送来了一门小钢炮，在旧关则配备了一门英国造九英尺长的火炮。这三处守军，在姚以价、张煌的指挥下，修筑工事，观察敌情，严阵以待。后来，在清军的大举进攻中，娘子关一线能坚持数日，全赖于此。

北路军的进攻，也还比较顺利。当张瑜、张培梅率部向代县和龙泉关进发时，以崞县（今原平市）为中心的附近各县同盟会员，正在积极准备起义。续桐溪、李嵩山还利用巧妙方式夺取了大同镇总兵王德胜向雁门关运送到的200支枪支，并乘势攻进山阴县城，继而又攻打应州。11月20日，阎锡山邀续桐溪来太原议事，决定成立忻代宁公团，由续桐溪任团长后，续即返回原籍，与弓富魁等积极活动，很快招募起一千余人。11月23日忻代宁公团成立，续桐溪任团长，副团长康佩珩、参谋长赵三成，粮台道赵丕廉。同时任命了五台、定襄、崞县、繁峙、宁武、静乐、忻州等县的分团团长。公团在招募农民参加部队的同时，还动员陆军小学堂的学生赵承绶、张德枢、宫宝衡、续培梅、续廷梅、王靖国、李伯平等担任下级军官及教练员。其后，张瑜与续桐溪、弓富魁等议定了兵分三路进兵大同，转取归化的部署。中路军张瑜所部炮兵的猛烈炮火，吓得代州城内的守军弃城而逃；西路军于11月27、28两天连克宁武、阳方口两城，东路的忻代宁公团左翼游击队也于12月2日未发一枪即出茹越口，4日进抵怀仁。在这期间，11月30日，同盟会员李德懋、李国华、刘干臣等人在大同领导了起义。驻宣化等处的清军奉命前来镇压，12月4日抵达阳高县。张瑜和忻代宁公团团长续桐溪闻讯后，决定由续率领公团驰援大同义军。两军于12月5日分别从其驻地向大同进发，清军中午到达，但不敢直入大同城，而驻于城东八里的古城村。公团人马下午在南门外则由大同军政府都督李国华等迎入城内。两军从此开始了40多天的攻防战。可以说，北路军在当地起义军的大力配合下，基本上光复了晋北地区，并且，在光复的过程中，迅速壮大了革命武装。