抗日战争时期，“中条山战役”被蒋介石称为抗战史中最大的耻辱，这一仗国民党部队牺牲和被俘接近十万人，迫使国民党部队退守黄河以南，失去了其在华北的最大一块抗日前哨阵地，进一步压缩了国民党在华北的势力范围。另外这场战役中，国民党也损失了不少高级将领，比如唐淮源、寸性奇、邢清忠、石作衡等人。
石作衡早年加入阎锡山的晋绥军，从一个普通大头兵干起，在北伐战争中参加了多次战斗，升为了连长，后来石作衡又参加了“长城抗战”。抗日战争爆发后，石作衡率兵参加了“忻口战役”，在南怀化的战斗中差点战死，而他靠着敢打硬仗，取得了阎锡山信任，官职也迅速高升，仅仅两年时间就从营长升为师长。
“中条山战役”爆发后，国民党部队兵败如山倒，石作衡在率部突围的时候牺牲。
1905年，石作衡出生于浑源县，从小接受了良好教育。
1921年，十六岁的石作衡弃文从武，考入阎锡山开办的山西陆军学兵团，后来升入北方军校。毕业后，石作衡被派往晋绥军第九师第十五旅特务连当排长。
石作衡
1927年底，北伐战争时期，眼看北洋军阀不行了，阎锡山立马归顺国民政府，率领晋绥军参加北伐，与张作霖的奉军作战，石作衡参加了晋绥军和奉军，在蔚县和繁峙县的战斗，作战特别英勇。
1928年5月，在国民革命军的围攻下，张作霖宣布退回关外，把平津地区让给了阎锡山，因此晋绥军进入平津地区，石作衡升为了上尉连长。12月，北伐战争结束后，国民政府开始裁军，李生达担任晋绥军第三十六师师长，石作衡就在第三十六师当连长。
1933年，“长城抗战”爆发，石作衡所在的部队奉命前往古北口和日军作战，战斗结束后，石作衡立下战功，升为第二十七旅第四三三团第一营少校营长。
1934年夏，石作衡前往南京的军事学校学习。
阎锡山
1937年，抗日战争爆发后，蒋介石号召各地军头联合抗日，阎锡山当时还在犹豫，说只要日本人不进攻山西，他就不和日本人作战。不久日军占领平津与河北后，就对山西发动进攻，为了保住自己的地盘，阎锡山不得不率领晋绥军抗日。
日军为了占领整个华北地区，派了两个师团和两个旅团的兵力，对山西的门户雁门关发动进攻。阎锡山知道单靠晋绥军的力量，根本抵抗不住日军，所以就同意中央军进入山西，中央军的汤恩伯率领第七集团军晋北南口阵地。由于日军火力太猛，汤恩伯不想和日军硬拼，就准备放弃南口阵地，当时石作衡所在的部队，在南口右翼和日军战斗。
8月15日，汤恩伯的部队败退，导致石作衡所在部队被日军围攻，很快阵地沦陷，日军攻入内长城。南口沦陷后，石作衡率兵在后方休整，不久他的营被编入第一预备军。
汤恩伯
9月24日，日军进攻平型关，石作衡率兵在团城和日军作战，由于石作衡只有一个营的部队，所以没有受到日军重点进攻，因此和日军对峙了十天，一直守卫着阵地。10月，雁门关沦陷，阎锡山为了保护太原，就准备在太原的北大门忻口，和日军召开一次大规模战役，石作衡率兵来到忻口驻防。
10月13日，日军五万人，在飞机和坦克掩护下，对忻口发动进攻，南怀化高地是双方重点争夺阵地，守卫南怀化的有国民党第九军和晋绥军的第一九六旅，石作衡的营就属于第一九六旅，旅长是姜玉贞。石作衡率兵进攻南怀化的东北处，战斗非常惨烈，整个营伤亡三分之二，石作衡本人也受重伤，幸好抢救了下去，但第九军长郝梦龄、师长刘家麒晋绥军第一九六旅旅长姜玉贞等人，却都牺牲在南怀化。
郝梦龄
1937年底，石作衡的伤好后，由于第一九六旅已经打没有了，所以他被调往第二零九旅当参谋长，旅长是王鸿蒲，石作衡率兵参加了收复浦县和隰县的战斗。
1938年下旬，石作衡调往独立第八旅当参谋长，旅长是田树梅，部队驻守在汾东地区，石作衡率兵在洪洞、赵城、临汾等地区，和日军打游击。
1939年初，日军在浮山一带扫荡，石作衡率兵埋伏，消灭了上百日军。不久旅长田树梅，因为身体原因辞职，石作衡就接替了独立第八旅旅长职务，部队驻守在高平、马游、社寨一带。
1940年8月，阎锡山把独立第八旅和第二一七旅合并为第七十师，赵世铃担任师长。由于当时晋绥军很多部队不完整，所以阎锡山又把暂编第四十六师与第七十师合并，组成了第四十三军，任命赵世铃为军长，因此石作衡升为第七十师少将师长，率兵驻守在垣曲县。
1941年春，日军对垣曲县附近的横岭关发动进攻，石作衡率领第七十师在东西桑池、跑马池和日军战斗。5月，“中条山战役”爆发，三万日军对横岭关再次发动进攻，石作衡率兵在垣曲天盘山、望仙庄阵地坚守和日军战斗。
第七十师顶不住日军进攻，军长赵世铃下令撤退，石作衡率兵往阳城方向撤，等机会再突围出日军包围圈。8月，中条山大部分国民党部队都撤到了黄河以南地区，日军继续对黄河以北的国民党部队围攻，石作衡和其他还没有撤退的部队取得联系，一起退往日军防守薄弱地区，石作衡率第七十师撤往绛县。
9月3日，日军包围了第七十师在绛县的指挥部，石作衡下令部队分散突围，自己亲自率领第二零九团往南撤退。9月6日，石作衡率兵总算在沟东凹打出一个缺口，正准备突围的时候，日军的援兵突然赶到，双方发生了激烈战斗，石作衡本人被炮弹炸伤，最终壮烈牺牲。
石作衡牺牲后，国民政府追赠他为陆军中将军衔。
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