日軍攻陷熱河后，為逼迫南京國民政府簽訂城下之盟，達(dá)到劃長城為“國界”的目的，隨即大舉進攻長城各口，使華北局勢更為嚴(yán)峻。中華蘇維埃臨時中央政府于3月3日發(fā)表宣言，嚴(yán)厲譴責(zé)蔣介石及國民政府喪師失地，重申準(zhǔn)備與日本帝國主義者的軍隊直接作戰(zhàn)，表示愿意在1月17日所宣示的三個條件下與一切真心抗日的軍隊訂立作戰(zhàn)協(xié)定^[1]。中國民權(quán)保障同盟推動上海三十多個民眾團體于3月8日成立國民御侮自救會。宋慶齡在成立大會上演說，譴責(zé)政府對日妥協(xié)投降，要求派全國80%以上的軍隊北上抗日，釋放一切政治犯，武裝民眾，恢復(fù)民權(quán)，停止進攻蘇區(qū)，號召“形成武裝人民抵抗日本及其他帝國主義的民族革命戰(zhàn)爭”^[2]。3月9日，熱河省朝陽、凌南民眾以聯(lián)村自治委員會名義通電全國，表示“力謀自衛(wèi)，誓死抗戰(zhàn)”^[3]。同時，上海商人救國協(xié)會致國民政府各委員代電，要求政府“明令對日作戰(zhàn)”^[4]。中國共產(chǎn)黨和全國民眾的抗日救國呼聲，激發(fā)了國民黨軍官兵的愛國熱情，駐防在平津附近及灤東一帶的廣大愛國官兵，義憤填膺，準(zhǔn)備以實際行動與日本侵略者一拼，雪熱河速敗之恥。
蔣介石面對熱河防衛(wèi)戰(zhàn)的慘敗和日本侵略者的肆無忌憚，在強烈的輿論壓力下，也感到如再不認(rèn)真對付，“不惟世界之大無吾人立足容身之地，且為千秋萬世后民族之罪人也”^[5]。3月6日，他在北上途中分電張學(xué)良、何應(yīng)欽及北方將領(lǐng)宋哲元、商震、龐炳勛等，指示“即斷行反攻”,“以宋部與萬(福麟)部全力出口，襲取凌源、平泉，以古北口各部反攻承德”^[6]。3月8日，蔣介石到達(dá)石家莊，召見何應(yīng)欽，并令調(diào)駐河南洛陽第八十三師全部開赴保定，調(diào)第四十四師蕭之楚部北上。他還先后在石家莊、保定召見太原綏靖公署主任閻錫山、山東省政府主席韓復(fù)榘、河北省政府主席于學(xué)忠，以及宋哲元、龐炳勛、秦德純等將領(lǐng)，商談?wù){(diào)兵及防務(wù)問題，并指示何應(yīng)欽指揮華北軍事，抗擊日軍的進犯。于是中日雙方在長城各口及平榆大道以北地區(qū)進行了一次大戰(zhàn)役。是役從3月5日至5月25日，進行了八十余日。全戰(zhàn)役可分為三個階段。
第一階段：3月初至月底，長城東段各口的爭奪戰(zhàn)
3月4日，日軍侵占承德后乘勢分路南犯，以坦克、飛機、大炮開路，向長城線推進。我軍在長城沿線與日軍展開激烈戰(zhàn)斗，給日軍以沉重打擊，主要戰(zhàn)場在幾個長城關(guān)口附近展開：一、古北口內(nèi)外的鏖戰(zhàn)；二、冷口地區(qū)的拉鋸戰(zhàn)；三、喜峰口血戰(zhàn)；四、羅文峪反擊戰(zhàn)；五、界嶺口、義院口地區(qū)的戰(zhàn)斗。我軍給日軍以重創(chuàng)，喜峰口之戰(zhàn)尤其引人注目。
3月9日下午，第二十九軍先頭部隊剛到喜峰口，日軍混成第十四旅一部追擊萬福麟的部隊，并占領(lǐng)了口門。第二十九軍立即以第二一七團投入戰(zhàn)斗，才暫時穩(wěn)住了口上的戰(zhàn)局。當(dāng)日晚，第二一七團團長王長海挑選精壯戰(zhàn)士500人，組成大刀隊，利用夜幕掩護潛登日軍所占山頭，以大刀砍殺敵軍。日軍猝不及防，慌忙迎戰(zhàn)，只見寒光閃閃，血染城頭，百余敵人被砍殺斃命，五百壯士生還者僅三十余人。10日至11日，第二十九軍與進攻喜峰口兩側(cè)陣地的日軍展開肉搏戰(zhàn)，幾處高地失而復(fù)得，來回拉鋸激烈爭奪。由于二十九軍士兵手持大刀與日軍短兵相接，膠著一團，使日軍的飛機、大炮無法發(fā)揮作用，雙方傷亡慘重。11日夜間，第二十九軍決定乘日軍疲憊之際，采取迂回夜襲戰(zhàn)術(shù)打擊敵人。二十九軍趙登禹、佟澤光兩旅分別出潘家口和董家口，繞攻敵側(cè)背。夜半，敵正酣睡，兩旅發(fā)動突然襲擊，手持大刀猛砍猛殺，在方圓20里的戰(zhàn)場上一片殺聲，敵軍四處鼠竄，死傷慘重，日軍陣地的火炮和輜重糧秣亦被炸毀燒盡。第二十九軍在喜峰口反擊作戰(zhàn)中，斃傷日軍三千人左右，取得長城抗戰(zhàn)以來的唯一的一次勝利。這是中日交戰(zhàn)以來中國軍隊第一次給日軍以殲滅性的打擊，打出了中國軍隊的威風(fēng)，振奮了中國軍隊的士氣和全國人民的抗日愛國激情。當(dāng)時日本報紙發(fā)出這樣的哀嘆：“明治大帝造兵以來之皇軍名譽，盡喪于喜峰口外，而遭受六十年來未有之侮辱。日支、日露(俄)、日獨(德)歷次戰(zhàn)役戰(zhàn)勝攻取之聲威，均為宋哲元剝削凈盡?！?sup>[7]宋哲元軍長統(tǒng)率的二十九軍大刀隊威名遠(yuǎn)揚。著名的《大刀進行曲》,雖然是七七事變后寫成，但卻是以此為題材進行創(chuàng)作的。二十九軍官兵用赤誠的愛國之心與熱血，為抗日戰(zhàn)爭史寫下了可歌可泣的篇章。
經(jīng)過二十余日長城各口的反擊戰(zhàn)，中國軍隊頂住了日軍的進攻，不僅給日本侵略者以沉重打擊，而且鼓舞了中國的士氣與民心。這期間先后調(diào)到北平至山海關(guān)的中國軍隊十倍于日軍，如有正確的作戰(zhàn)指導(dǎo)，堅定的抗敵信心，不僅可以奪回長城各口，而且還可以反攻熱河。但由于蔣介石國民黨的總方針是“攘外必先安內(nèi)”,“剿共”重于抗日，把長城抗戰(zhàn)只不過是當(dāng)作應(yīng)付輿論，爭取和談妥協(xié)的權(quán)宜之計，直到3月底，不僅未采取發(fā)展勝利的措施，相反，蔣介石和汪精衛(wèi)在南京會商后，開始籌劃對日談判，因而導(dǎo)致長城戰(zhàn)局向不利方面轉(zhuǎn)化。
第二階段：3月底至5月初，長城東段南側(cè)的作戰(zhàn)
日軍在長城沿線受挫后改變戰(zhàn)術(shù)，在長城東段南側(cè)的灤東和南天門交替發(fā)動進攻，威脅中國守軍的側(cè)背。同時，配合板垣征四郎在平津地區(qū)的策反工作。
3月27日，日本關(guān)東軍司令官發(fā)布命令，決定以主力重新轉(zhuǎn)向積極作戰(zhàn)，越過長城線，向灤東地區(qū)進攻，并作了相應(yīng)的部署^[8]。3月31日凌晨4時，日軍一部在偽軍配合下 由九門口、義院口向石門寨進犯，并于次日占領(lǐng)石門寨。守軍何柱國部退守海陽、秦皇島。4月9日，日軍第六師團主力在混成第十四、第三十三旅團各一部配合下，連續(xù)猛攻冷口。至11日，商震部防線被突破，全軍退至灤河西岸。日軍向縱深發(fā)展，占領(lǐng)建昌營和遷安，威脅灤河西岸守軍陣地側(cè)背，主力則繞到喜峰口后面，對防守喜峰口的宋哲元軍形成前后夾擊的態(tài)勢。宋哲元部和界嶺口的第五十三軍之楊正治部，以及何柱國部和王以哲部，均先后奉命向灤西撤退。日軍跟蹤追擊，至17日全部占領(lǐng)了灤東地區(qū)。
日軍越過長城后，英國政府向日本政府提出警告；日本天皇唯恐引起國際糾紛，遂命令日軍自4月21日逐次回長城一線。但日軍一刻也沒有停止軍事侵略活動。在日軍第六師團等部奉命撤回灤東的同時，日軍第八師團卻于4月20日攻占南天門左側(cè)制高點八道樓子。中國守軍第二師曾組織幾次反攻，均未奏效。23日至25日，日軍利用八道樓子瞰制的有利條件，以陸空協(xié)同向南天門陣地中央據(jù)點四二一高地數(shù)次發(fā)動猛攻，均被第二師擊退。由于連日苦戰(zhàn)，第二師傷亡嚴(yán)重，其防御陣地由第八十三師接替。26日拂曉，日軍在飛機、大炮支援下，繼續(xù)向四二一主陣地猛攻。第八十三師戰(zhàn)至下午，因傷亡過大，遂將該主陣地放棄。28日5時，日軍乘勢再向南天門右側(cè)高地進攻。第八十三師激戰(zhàn)竟日后，即奉命向新開嶺轉(zhuǎn)移，南天門乃被日軍占領(lǐng)。
南天門之戰(zhàn)及在此之前的古北口之戰(zhàn)，是長城抗戰(zhàn)中作戰(zhàn)的時間最長、戰(zhàn)事最劇烈的戰(zhàn)場。參加作戰(zhàn)的中央軍徐庭瑤第十七軍所屬之關(guān)麟徵第二十五師、黃杰第二師、劉戡第八十三師的廣大官兵，以民族大義為重，表達(dá)了全國人民抗擊日本侵略者的意愿，在古北口、南天門、石匣鎮(zhèn)一線同日軍進行了頑強的戰(zhàn)斗，再次顯示了中國軍隊的愛國熱情和守土衛(wèi)國、抵抗外侮的能力。
在日軍第八師團進攻南天門的同時，日軍還糾集偽軍劉桂堂、李壽山、崔興武等部萬余人，進犯察東多倫，守軍騎兵第一軍趙承綬部被迫于4月28日退往沽源。
在此期間，國民政府對日作戰(zhàn)甚為消極。3月24日，蔣介石在北平對華北高級將領(lǐng)說：“要以現(xiàn)有的兵力竭力抵抗，不能希望增加援軍?！?sup>[9]4月26日，何應(yīng)欽召開北平軍分會會議，討論灤東日軍撤走后的防務(wù)，決定“不輕易推進”;并決定整飭河北省境內(nèi)的義勇軍，實際上是要取消義勇軍，限制人民的抗日活動。從4月下旬開始的灤東戰(zhàn)場上相對平靜局面，維持到5月初發(fā)生了突然變化，由于板垣在華北策反失敗，日軍決定迅速擴大戰(zhàn)火，以“武力迫和”。
第三階段：從5月7日至25日，長城以南冀東的作戰(zhàn)
5月2日，關(guān)東軍參謀長小磯國昭在東京與參謀本部、陸軍省制定沿長城作戰(zhàn)，“以迫和為主，內(nèi)變策動為從”的關(guān)內(nèi)作戰(zhàn)方案，經(jīng)天皇裕仁批準(zhǔn)后帶回長春。據(jù)此，關(guān)東軍司令官于5月3日下達(dá)入侵關(guān)內(nèi)的作戰(zhàn)命令，決定給中國守軍以所謂“致命打擊，挫折其挑戰(zhàn)意志”^[10]。接著，日軍第八師團和第六師團便再次越過長城，向關(guān)內(nèi)發(fā)動大規(guī)模進攻。
西線日軍第八師團一部于5月4日向石匣鎮(zhèn)攻擊。中國守軍第八十三師利用既設(shè)陣地頑強抵抗，在新開嶺地區(qū)展開一場激烈的戰(zhàn)斗。5月10日，日軍第八師團主力投入戰(zhàn)斗，中國第十七軍之第八十三師和第二師輪番與日軍激戰(zhàn)，敵我雙方都有很大傷亡。戰(zhàn)至13日，第十七軍奉命經(jīng)密云向懷柔和順義以西之線撤退，日軍尾追其后，于19日占領(lǐng)密云。正當(dāng)日軍向懷柔、順義追擊的時候，中國守軍第五十九軍傅作義部，由昌平進到懷柔側(cè)擊敵人。5月23日拂曉戰(zhàn)斗展開后，日軍向我左右兩區(qū)隊主陣地猛撲，“但在我英勇戰(zhàn)士的猛烈反擊下，敵迄未得逞，我正面陣地巋然無恙”^[11]。正當(dāng)?shù)谖迨跑姂?zhàn)事方酣之際，突接何應(yīng)欽?；鹈?，限該部于5月24日后撤至高麗營附近一帶。傅作義拒絕向前線下撤退令，但在何應(yīng)欽接連三次催促下，才不得不派參謀人員往前線各部傳達(dá)撤退命令。停戰(zhàn)協(xié)定簽訂前的最后一場惡戰(zhàn)，至此結(jié)束。中國官兵不屈服于外敵侵略的愛國主義精神，譜寫了可歌可泣的歷史篇章。在這次戰(zhàn)斗中，第五十九軍陣亡367人，傷484人，也是用他們的血使敵人付出沉重的代價，被擊斃346人，擊傷六百余人。
東線日軍第六師團所屬各部，于5月7日分別從山海關(guān)、石門寨、抬頭營、建昌營等地出發(fā)，一路沿平榆公路西攻撫寧；一路由界嶺口附近向五達(dá)營前進；一路由建昌營直撲遷安。5月9日，日軍憑借優(yōu)勢火力，占領(lǐng)了撫寧、遷安、盧龍等地，然后集結(jié)于建昌營、吳莊附近地區(qū)，準(zhǔn)備渡過灤河西進。中國守軍何柱國、王以哲部西撤，灤東再次失陷。5月12日，日軍渡過灤河，于15日占領(lǐng)豐潤、遵化后，中國守軍被迫西退。17日，日軍又決定“掃蕩”密云、平谷、薊運河以東的中國軍隊，22日日軍相繼占領(lǐng)灤縣、玉田、平谷、薊縣、三河等縣城，并推進到薊運河一線。至23日、24日，日軍進逼通縣、順義，對北平形成了三面包圍態(tài)勢。此時，日本政府認(rèn)為停戰(zhàn)的有利時機已到，遂提出舉行談判。國民政府甘心屈辱妥協(xié)，接受日方條件，于25日兩軍對峙在平津與平榆大道之間開始停戰(zhàn)。
綜觀長城抗戰(zhàn)全局，中國軍隊出動35個師三十余萬人參加戰(zhàn)斗，損失6.5萬人；但其中動用中央軍不到十分之一。日軍出動十五萬余人、偽軍十萬人，被斃傷達(dá)四萬人。從中日兩軍的實力對比看，中國軍隊并非注定失敗。關(guān)東軍已傾全力作戰(zhàn)，而中央軍主力并未北調(diào)抗日，而且參戰(zhàn)官兵也曾打了不少使日軍膽寒的勝仗。我國軍隊之所以失敗，完全是國民政府的決策者執(zhí)行“攘外必先安內(nèi)”的錯誤政策造成的。