1937年6月，日本驻丰台的中国驻屯军步兵旅第1团第3营频繁进行军事演习，伺机挑起事端。7月7日夜，日军在北平西南通往河北南部的咽喉要地卢沟桥附近进行军事演习，诡称一名士兵‘失踪’，要求进入宛平城搜查，遭守军严词拒绝后，即炮轰宛平城，向卢沟桥发起进攻。守军第37师第219团团长吉星文率部奋起还击，至次日晨，龙王庙、五里店、卢沟桥火车站等阵地被日军占领。8日晚，第110旅旅长何基沣率部反击，由西苑及长辛店夹击宛平城外日军，一举夺回失去阵地，全歼侵占卢沟桥火车站的日军。
“七七”事变发生后，全国人民群情激愤，声讨日本侵略军。8日，蒋介石电令宋哲元：固守宛平县进行全军动员，防备事态扩大。9日，国民政府军事委员会电令全国备战，并令第26路军孙连仲等部4个师归宋哲元指挥，即日开赴保定、石家庄，支援第29军作战。
8日，关东军司令官植田谦吉大将和参谋长东条英机中将，以满洲国武装部队首脑的身份发表声明：兹因暴戾之中国第29军挑战，华北发生事端。关东军正以极大关心及重大决心，密切注视本事件之发展。同日，关东军和驻朝鲜方面军首脑致电日中央统帅部，强烈要求日统帅部当机立断，痛下决心，以芦沟桥事变为契机，实现彻底征服中国之“雄国大业”。
7月10日上午，日本驻华大使会见中国政府外部长王宠惠，以咄咄逼人的口气通告日本政府对芦沟桥事变的态度和要求：第一，中国赔偿一切损失；第二，中国军队撤出卢沟桥、永定河地区；第三，惩办在卢沟桥自卫还击的中国部队指挥官；第四，中国政府向日军赔礼道歉。
王外长根据蒋介石的命令，对日方的恫吓性通告当即进行了义正词严的反驳，并通告日方，中国政府和军队决不会向侵略军低头，只要日军进攻，中国军队将坚决抵抗，直至彻底打败侵略者。
日本碰了一鼻子灰，于11日召开政府五相联络会议，紧接着又召开紧急内阁会议，决定实行全国总动员，向华北增派兵力，发动对中国的全面战争。同时决定，为了策应日军主力对华北的进攻，以海军一部兵力，在华中、华南方面担任牵制任务。日本参谋本部命令关东军独立混成第1、第11旅分别从辽宁公主岭、河北古北口向顺义县城、高丽营地区集结；第20师团由朝鲜经山海关进入天津一带；关东军飞行集团6个中队飞抵山海关、绥中、锦州，高炮、装甲等特种部队开赴华北；令中国驻屯军步兵旅主力集结于北平以东地区。15日，日本新任中国驻屯军司令官香月清司拟制了进攻平、津的作战计划，要求参战部队于20日前集结完毕。日军战略企图是集中主力于华北大平原，首先击破第29军以解决华北问题，打开通往南方的门户，然后挥军南下打击中国军队之精锐中央军，摧毁中国的中央政权。
蒋介石在全国人民抗击侵略、保卫国家高潮推动下，决心在北方同日军决战，计划调集一百个师于华北第一线作战，另以八十个师的兵力为预备军。7月13日。蒋介石电告宋哲元：“中央已决心运用全力抗战，宁为玉碎，不为瓦全，以保持我国家之人格”
然而，以宋哲元为首的第29军与冀察当局上层领导却认为日军行动只是地方事件，幻想用和平方式解决。虽然于16日下达确保北平的作战预备命令，但是却没有具体部署和战备行动，而且认为北上的中央军是想借机进入华北，因此抵制孙连仲等部北上支援，企图保住第29军在冀察地盘，维持华北现状。
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、落垡诸车站随即被日军占领。当晚，日军中国驻屯军第2团袭击了北平广安门驻军第25独立旅第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团围攻通县城外的中国守军第39独立旅第2团第1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132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132师各一部及特务旅等共4个步兵团、1个骑兵团，7000余人。当晚赵登禹到达南苑，所部主力尚在涿县途中，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1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，日军独立混成第1、第11旅在飞机的配合下，猛烈向北郊中国守军进攻，占领沙河、清河镇等地。第29军第37师与第38师一部也向日军反击，一度收复丰台、廊坊，后在日军反扑下，再次失守。宋哲元奉命令所部当晚向保定方向撤退，北平陷落。
29日，驻天津第38师一部与天津保安、警察部队向日军驻天津机关及租界发起进攻，一度攻占北仓飞机场、天津火车站，逼近海光寺兵营，给日军以较大杀伤。日军旋即组织反攻，守军不支，向马厂撤退。30日天津沦陷。
蒋介石急令中央军精锐，汤恩伯将军的第13军和卫立煌将军的第14集团军等部驰援华北。8月初。汤恩伯集团军突然出现在八达岭、南口一带，对正欲从北平地区南下作战的日军主力形成背后的威胁，日军中国驻屯军司令官香月清司中将立即命令两个师团的兵力，攻击南口的汤恩伯军。汤恩伯军战斗极为顽强，给敌以沉重打击。
此时卫立煌军已经从保定附近穿过山地，向西北驰进，对进攻南口的日军左侧背发起猛攻，使敌陷入腹背受击状态。日军为解救被围攻的部队，遂调集华北所有兵力增援南口，中国军队亦不断向南口方面增援，南口地区的大战日夜进行着！
