晉綏軍雖然只有十幾萬人，但裝備其實也不差，閻錫山創辦的太原兵工廠（後改稱山西軍人工藝實習廠）在1928年至1930年間，月產量達到輕重炮35門，迫擊炮100門，步槍3000支，機槍15挺，衝鋒槍900支，炮彈1.5萬發，迫擊炮彈9000發，子彈420萬發。中原大戰後雖然該廠規模縮減，但抗戰前月生產步槍能力最高達到3800支，輕機槍600挺，重機槍90挺，迫擊炮150門。1936年到1937年共生產山炮240門，野炮150門，重炮24門，不僅能滿足晉綏軍裝備需求，還有餘力賣武器彈藥給其他軍閥。同等級別的部隊，晉綏軍裝備的駁殼槍和仿湯姆森衝鋒槍的數量，比中央軍整理師還要多。
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晉綏軍炮兵擁有10個獨立炮兵團，每團人數一千餘，馬三百餘匹，槍三百餘支。炮兵21團駐紮綏遠，隨傅作義的35軍行動。炮22團駐紮太原大校場，炮23團駐紮後壩陵橋，炮24團、炮25團、炮26團、炮28團駐紮太原新店一帶，炮兵27團駐臨汾堯廟，炮29團駐大同，炮30團駐陽泉。75毫米山炮團每團裝備75毫米山炮36門，下轄3個營，每營3個連，每連3個排（2個炮兵排，1個彈藥排），每排火炮2門。75毫米山炮團除炮兵23團有一個營為日產四一式75毫米山炮，其他都裝備的是仿四一式的晉造13年式或其改型晉造17年式75毫米山炮。炮兵22團有2個重山炮營，每營3連，每連3排（2個炮兵排，1個彈藥排），每排裝備105毫米重山炮1門，共裝備105毫米重山炮12門。以外，晉綏軍總部還直轄88毫米野戰炮一個營，裝備晉18年式88毫米野炮12門；重山炮1個連，裝備晉16年式105毫米重山炮2門；1個蘇羅通高射炮連，裝備有4門20毫米蘇羅通高射炮。忻口戰役時，晉綏軍甚至可以集中8個炮團，發射4萬餘發炮彈，重創日軍。
仿製的湯姆森衝鋒槍
太原兵工廠仿製的38式重機槍
不過，由於閻錫山精於算計，購置兵工生產設備時能省就省，能買舊的就不買新的。因此，太原兵工廠生產的武器，質量並不很高。雖然山西軍人工藝實習廠每年可生產200多門山炮，由於設計、材料等原因，大部分火炮只有第一次世界大戰水平，且“經常打幾百甚至幾十炮就出問題”。彭德懷甚至認為，八路軍兵工廠用鋼軌生產出來的八一式步槍，比晉造步槍質量還要好。
總體而言，晉綏軍的武器裝備是強於粵軍、桂軍、湘軍的。
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