日军挑起七七事变后，在全国引起强烈反响。七七事变的第二天，中国共产党中央委员会就通电全国，呼吁：“全中国的同胞们，平津危急！华北危急！中华民族危急！只有全民族实行抗战，才是我们的出路！”并且提出了“不让日本帝国主义占领中国寸土！”“为保卫国土流最后一滴血！”的响亮口号。蒋介石提出了“不屈服，不扩大”和“不求战，必抗战”的方针。蒋介石曾致电宋哲元、秦德纯等人"宛平城应固守勿退”，“卢沟桥、长辛店万不可失守”。

1937年7月17日，蒋介石在庐山发表谈话，指出“卢沟桥事变已到了退让的最后关头”，“再没有妥协的机会，如果放弃尺寸土地与主权，便是中华民族的千古罪人。”对于在卢沟桥战斗中英勇抗敌的29军，全国各界报以热烈的声援。各地民众纷纷组织团体，送来慰问信、慰劳品；平津学生组织战地服务团，到前线救护伤员、运送弹药；卢沟桥地区的居民为部队送水、送饭，搬运军用物资；长辛店铁路工人迅速在城墙上做好防空洞、挖好枪眼，以协助军队固守宛平城；华侨联合会也致电鼓励第29军再接再厉。七七事变爆发后，日军的进攻遭到了中国军队的顽强抵抗。日军见占领卢沟桥的企图实现不了，便玩弄起“现地谈判”的阴谋，一方面想借谈判压中国方面就范，另一方面则借谈判之名，争取调兵遣将的时间。

7月9日、11日、19日，日本华北驻屯军与冀察当局三次达成的协议，都被卢沟桥时断时续的炮声证明是一纸空文。“现地谈判”使日军赢得了增兵华北的时间，但它却蒙蔽了冀察当局的视线，迟缓了第29军部兵应战的准备，给平津抗战带来极大危害。到1937年7月25日，陆续集结平津的日军已达6万人以上。日本华北驻屯军的作战部署基本完成之后，为进一步发动侵华战争寻找新的借口，又在7月25日、26日蓄意制造了廊坊事件和广安门事件。

26日下午，华北驻屯军向第29军发出最后通牒，要求中国守军于28日前全部撤出平津地区，否则将采取行动。宋哲元严词拒绝，并于27日向全国发表自卫守土通电，坚决守土抗战。同日，日军参谋部经天皇批准，命令日本华北驻屯军向第29军发动攻击，增调国内5个师约20万人到中国，并向华北驻屯军司令官香月清司下达正式作战任务：“负责讨伐平津地区的中国军队。”血战平津已再所难免。中国军队随之奋起抵抗，血染平津路，壮士报国恨。

1937年7月28日上午，日军按预定计划向北平发动总攻。当时香月清司指挥已云集到北平周围的朝鲜军第20师团，关东军独立混成第1、第11旅团，中国驻屯军步兵旅团约1万人，在100余门大炮和装甲车配合、数十架飞机掩护下，向驻守在北平四郊的南苑、北苑、西苑的中国第29军第132、37、38师发起全面攻击。第29军将士在各自驻地奋起抵抗，谱写了一首不屈的战歌。南苑是日军攻击的重点。第29军驻南苑部队约8000余人（其中包括在南苑受训的军事训练团学生1500余人）浴血抵抗，第29军副军长佟麟阁、第132师师长赵登禹壮烈殉国，不少军训团的学生也在战斗中献出了年轻的生命。

28日夜，宋哲元撤离北平，29日，北平沦陷。29日凌晨，冀东保安队第1总队队长张庆余和第2总队队长张砚田，在通县发动起义，反正抗日，击毙通县特务机关长细木繁中佐等数百人，活捉汉奸殷汝耕（后逃跑）。

1937年7月29日，第29军第38师在副师长李文田的率领下，发起天津保卫战。第38师攻击天津火车站、海光寺等处日军，斩获颇众，但遭日机的猛烈轰炸，伤亡亦大，遂奉命撤退。30日，天津失守。