29军与冀察当局上层领导认为日军行动是地方事件，幻想用和平方式解决。虽于26日下达确保北平的作战预备命令，但无具体部署和战备行动，而且抵制孙连仲等部北上支援，企图保住第29军在冀察的地盘，维持华北现状。27日，蒋介石在庐山发表谈话，表示如果和平已根本绝望，便只有抗战到底。7月20日,日军集结就绪。25日夜，日军第20师步兵第77团以维修军用电话为名，袭击廊坊中国军队第38师第226团守备区。守军被迫自卫。次日拂晓，日军在航空兵与装甲部队配合下，攻占廊坊，守军向武清转移。北仓、杨村、落垡诸车站亦被日军占领。当晚，日军中国驻屯军第2团袭击了北平广安门驻军独立第25旅第679团。26日下午,香月清司向第29军发出最后通牒，要求驻守北平城内和西郊的第37师于28日午前撤至永定河以西，尔后向保定方向撤离；否则，日军将自由行动。27日凌晨，日方未待中方答复，便派驻屯军第2团围攻通县城外守军独立第39旅第2团第2营，攻占宝珠寺、团河、黄村等中国守军防地。

27日下午，宋哲元拒绝日方通牒，向全国发出自卫守土通电，令原准备撤防的第37师迅速进入西苑至卢沟桥一线阵地；第232师速至南苑集结，以该师师长赵登禹为南苑方向作战总指挥；催促孙连仲等部北上抗日。此时南苑驻军有第38、第232师各一部及特务旅等共4个步兵团、2个骑兵团，7000余人。当晚赵登禹到达南苑，所部主力尚在涿县(今涿州)途中，南苑防御部署未及调整，亦未构筑防御工事，情况十分危急。28日晨，日军向北平市郊发动总攻，以第20师主力配重炮40门,在坦克部队和炮兵掩护下,对南苑展开攻击；日驻屯军步兵旅主力由丰台向南苑进攻，切断南苑守军向北平方向的退路。守军被迫仓促应战，利用营房周围障碍物及村庄为掩体，顽强抵抗，有些阵地失而复得。但由于日军飞机与大炮轮番轰炸，守军无法展开，加之通讯设施被炸毁，指挥失灵。官兵苦战至下午2时，战死约5000人,副军长佟麟阁与师长赵登禹阵亡，南苑失守。同一天，日独立混成第2、第22旅在飞机的配合下，猛烈向北郊中国守军进攻，占领沙河、