天鎮是山西東北部的重要門戶，保衛山西，勢在必守。時任第二戰區司令長官的閻錫山，眼看戰火燒到了家門口，這才真正著了急。他匆匆電令隸屬於傅作義第7集團軍的第61軍軍長李服膺火速集結部隊，布防禦敵。
李服膺的61軍奉命在盤山、天鎮、陽高負責布防。盤山位於天鎮東南四公裏，山高峻險，既可俯瞰平綏線，又是天鎮的天然屏障。盤山不守，天鎮不保，天鎮不保，大同危如石下之卵，大同失守，山西險哉！
然而大公報1937年9月30日報道：“李服膺棄陽高等地，匿不呈報。後敵軍複進至大同附近，李密令該軍撤退。以是敵軍未費一彈而下大同。”
由於李服膺棄守陽高、天鎮等要地，長驅直入的日軍燒殺強奸，無惡不作，造成了2300多人被殘殺的天鎮慘案。此事披露後全國輿論嘩然，全國震驚之餘都在譴責負責守衛的61軍棄地而逃。
李服膺棄守而逃的原因主要有二：一是李服膺統率的61軍，是由其抗戰前率領的68師改編而成，兵力欠缺得很，實際不過一個師多一點的人馬。從敵我雙方兵力上講，守軍李服膺的兵力與日軍相差甚遠。二是抗戰開始，盤山、天鎮、大同、豐鎮、興和、集寧等地的國防永久工事，尚未竣工，南京參謀本部城塞組撥發給太原綏靖公署的國防工事費，真正發下去的不多。
1937年10月1日，從太和嶺口逃回太原的閻錫山草草組成高等軍事法庭，宣布翌日會審李服膺。
審判庭設在太原綏靖公署大堂。10月2日深夜11時許，大堂內外，衛兵林立，充滿殺機。陰森的大堂內，閃著慘淡幽暗的燈光，閻錫山端坐大堂中央，親任審判長。閻的兩側，分坐著審判官謝濂、李德懋，軍法官張克忍、薛風威，陪審官傅存懷，憲兵司令張達三，省政府主席趙戴文及傅作義等數十人。
閻錫山親自審判李服膺：“你無故放棄要地，罪應處死。此外，晉綏軍的紀律，以你的隊伍最壞，足見你馭下不嚴，以致擾害地方。國防工事，以你所擔任者為最遲緩，足見你督工不力，以致貽誤戰機。就此兩事也應判你死刑。”
就這樣，李服膺很快被槍決，時年47歲。處死李服膺還有一個原因，就是由於李服膺的敗退，使得湯恩伯部在南口撤下後，在日軍追擊下損失慘重。湯恩伯向閻錫山和蔣委員長都告過狀，蔣委員長震怒了，李服膺還能不死嗎？
在李服膺被處死後，各大報紙無不稱閻錫山是“揮淚斬馬謖”，對其大肆讚揚。閻錫山借此也扭轉了開戰後輿論對其報道不利的局麵。
就在李被槍斃兩個多月後，李服膺的同窗好友唐生智鎮守南京，守不住，也溜了，在南京未及撤走的數十萬難民和俘虜遭到了日軍野蠻的屠殺和奸淫，遇難人數是“天鎮慘案”的百倍以上。可唐生智隻是被撤了職，相比李服膺要幸運多了。