1931年8月5日，閻錫山在出走8個月之后，以盡孝道為由，包租一架日本小型飛機，經大同秘密潛回五臺河邊。由于閻錫山終于得以離開日本人控制的大連，趙戴文的心境較前更顯得平和，與人談及閻回晉問題時，如釋重負地說：“這下我就放心了，甩掉了邪魔外道（閻錫山到大連后，日本關東軍即派人前往拉攏煽動，趙戴文對此一直憂心忡忡，這也可以說是他在大連期間閑適之外的主要擔心之處）。”一個多月后，“九一八事變”爆發。在新的形勢下，蔣介石適時地調整了他的內外政策，在“捐棄前嫌，團結御侮”的共識下，與閻錫山達成諒解。與此同時，作為閻錫山的首席輔弼，趙戴文再任太原綏靖公署總參議。英勇抗日。
播報1936年5月27日，年屆古稀的趙戴文在各種矛盾的復雜交織中就任SX省政府主席（接替徐永昌）。趙戴文上任之時，閻錫山在對日問題上正處于首鼠兩端的境地。“九一八事變”后，日本侵略勢力的觸角繼續延伸，先是侵占熱察，又從1935年開始策動“華北事變”、策劃蒙古族上層在綏遠地區搞所謂“自治”運動，在政治、經濟上直接威脅到山西的存在和發展。形勢如閻錫山在日記中寫到的那樣：“華北何計良，國是無主張，二次（趙戴文與徐永昌，趙字次隴，徐字次辰）傷國淚，疚心亦斷腸。”
與此同時，一方面是中國工農紅軍高張“開赴抗日前線”的旗幟，于1936年2月渡河東征，一舉摧毀閻錫山苦心經營的黃河防線，與晉軍發生激烈的軍事沖突，不僅使閻錫山付出了損兵折將的代價，而且使復雜的政治局面雪上加霜。另一方面，蔣介石中央政府借協助攔阻紅軍之機，對山西的“一統江山”實行滲透政策。在復雜的政治局面下，何去何從？這是擺在閻錫山面前，也是擺在新上任的省主席趙戴文面前的一個首當其沖的問題。還在1935年春，中共為了影響山西的上層人士，推動抗日救亡運動，就曾陸續派一批左派教授、名流學者到山西“講學”。在此前后，一些山西籍的學子，如留德的杜任之（共產黨員）等也回到SX省署任職。
鑒于趙戴文禮賢下士的儒雅之氣，平易近人的君子之風，進步人士與他多有接觸，潛移默化地對他產生著影響和作用。杜任之就曾就黑格爾、康德的哲學與他進行過開誠布公的討論，使他不由自主地對共產黨人有了幾分信服。進步人士、共產黨人的影響與趙戴文從中國傳統文化中幾十年如一日所汲取的愛國主義的精髓，交匯在一起，自然形成一個簡單的共識－－“抗日救國”，“不做亡國奴”，并以此決定著他對于閻錫山，進而對于省政決策的影響。由此再回到“何去何從”的問題上，由于閻錫山以清醒的頭腦認真地分析了山西所面臨的嚴峻形勢，同時也由于趙戴文等的主張，進一步提出了“守土抗戰”的口號，放棄以往的反共政策，確定了“聯共抗日”的方針，同意成立了救亡組織－－“犧牲救國同盟會”，發動了“綏遠抗戰”。
1936年“九一八”紀念日，由進步青年救亡積極分子發起的“山西犧牲救國同盟會”成立，閻錫山任會長，趙戴文任副會長。為了使山西的救亡工作搞出一點聲色，趙戴文提出“楚材晉用”的方針，并以此影響閻錫山，用“共策保晉大業”的名義，從北平請回了共產黨人薄一波，實際主持犧盟會的工作。趙戴文在與薄一波的一次談話中，這樣闡述他的觀點：“你看，我們師范學校也出人才。這次請你回來，是想叫你幫助閻先生做點事。閻先生已決心要抗敵救亡。我們生于斯、死于斯，保衛桑梓有責。山西應當把山西的人才都用起來，只能楚材晉用，不能晉材楚用。”
在組訓民眾，整飭吏制的忙碌中，趙戴文轉眼之間在SX省主席的職位上過了一年。1937年7月7日，伴隨著盧溝橋的槍聲，中國全民族抗日戰爭爆發了。抗戰爆發后，為了便于指揮，趙戴文以SX省主席兼二戰區長官部政治部主任。抗日戰爭一爆發，國民黨正面戰場即遭到日軍來勢兇猛的進攻。就全國而言，丟北平，失天津，滬寧危急，一退再退。從山西來看，先是盤山天鎮不守，大同會戰泡湯；再是平型關失利，軍隊悉數后撤，戰而不勝。從而導致失敗主義論調盛行，民情激憤。身為二戰區長官部政治部主任的趙戴文，一反溫文之氣，在太原自省堂大廳設壇公開講演，表示“不作亡國奴，堅決死守太原，與城共存亡”，指出“軸心必敗”，用以堅定抗戰信心。
閻錫山就任第二戰區司令長官后，隨即便率各路人馬由太原出發，將指揮部設在代縣雁門關東的太和嶺口，親自督陣。一個多月的前線督戰換來的只是一頁頁敗績，一聲聲怨言。沮喪之情由衷而至，溢于言表。一日，愁眉不展的閻錫山找來他的老搭檔趙戴文促膝長談，一起探討失敗的原因。閻錫山的委屈一股腦：“察哈爾之戰后，我主力九個師損失幾乎過半，晉綏一線兩千里戰線布防實屬不易。天鎮不守，敗局已定，放棄大同會戰是不得已而為之。破釜沉舟，在勾注至恒山一線與敵決戰，把晉綏軍全部家當30個團一字擺在了戰場上。豈料日軍進攻方向有變，茹越口失陷，后路被抄，內長城防線后撤也是情勢所迫呵！”“趙戴文方不緊不慢地分析道：“有的講，晉軍之敗敗在戰略。從南口到雁門，呆板的陣地戰，單純的防御戰略是很危險的。敵人的戰術還是攻南口的老調，先當頭一拳，然后攔腰一腳。我們則把軍隊擺得像一條長蛇，首尾不能相顧，擊首尾不動，擊尾首不動，或者干脆抱著頭叫人家打。偶爾踢幾腳，手卻用來抱頭，不能相幫。結果正好給了人家各個擊破的機會，擊破一點，全線動搖，死守變成守死。不是想辦法考慮打，而是指望老虎不張口。”
趙戴文繼續說：“也有的說，晉軍之敗敗在士氣上。山西之于華北乃至全國戰局關系至大。戰略固然是關鍵，但士氣亦不能小視，戰略再好，將士不能用命，也難以奏效。晉北淪為察北第二，雁門關變成了張家口，士氣很重要。如果少幾個李慕顏（晉系第61軍軍長李服膺，也曾是晉軍中的一員干將，因棄守天鎮一時成為眾矢之的，被閻錫山以軍法處死），晉綏局勢何至于此？縱觀察哈爾、晉北、綏東幾個戰役，雖情形各有不同，但有一點卻是相同的，這就是敵為主動，我為被動，致敵每占優勢。”“還有的說，晉軍之敗敗在政略上。去年杜任之他們就說，誰能抗日，人民就擁護誰。常言道‘得人心者得天下’，時下山西危在旦夕，誰能領導抗戰誰就能得到人心。還是要在人心上下功夫。”閻錫山道：“民眾確是一種不可忽視的力量。沒有民眾的戮力同心，確實很難取勝。但這個力量不是那么好掌握。群眾不發動是個空子，發動起來又是個亂子。”此后，閻錫山在忻口重新布防，在忻口以北的弧形陣地上擺開戰場，上接受中央軍的增援，下依靠共產黨八路軍的配合，在關鍵時刻以一天一個團的代價換取陣地二十三天不動搖。