因廊坊事件发生和日本驻屯军向第29军发出最后通牒，26日傍晚，日本驻屯军步兵第2联队第2大队500余人乘车强欲开进广安门，守城第132师独立第27旅刘汝珍团在开城放进日军一部后，截断而打击之。是为“广安门事件”。
廊坊、广安门战斗发生后，宋哲元这才感到大战终不可免，当即召集军政人员会商，于27日15时对日方严词拒绝，令所部准备应战，并向全国发出守土抗日的通电。
可是，未待宋哲元答复，日军于27日凌晨即发起攻击。27日3时，日军首先对驻通县第29军独立第39旅阮玄武部傅鸿恩营发动攻击，激战至11时，傅营突围。同日15时，日军向北平南郊团河发起进攻，伴以飞机轰炸。
宋哲元临时急忙作军事布置应对。但28日黎明，日军即发起总攻击。卢沟桥车站、五里店亘大井村一带日军向宛平城、衙门口、八宝山第37师110旅阵地进攻。该旅坚守阵地，一部与驻南苑第38师两团协同夹攻丰台，上午一度攻克丰台车站，占领造甲村日军飞机场，傍晚因日军反击，乃退出，向西南方向转移。
日军进攻重点为南苑的第29军军部。28日拂晓，日军步炮战车部队3000人，炮40余门，在40余架飞机反复轰炸的配合下向南苑猛烈攻击。南苑守军有第38师两团驻兵、骑兵第9师一部、新近到达的第132师所部，由第29军副军长佟麟阁和第132师师长赵登禹指挥。守军竭力抵抗日军进攻，且曾两次出击，均未奏效。因敌机猛炸，工事大部被毁，官兵虽英勇奋战，但指挥联络中断，伤亡惨重，佟、赵二将军牺牲。28日13时，日军第20师团占领南苑，向北平城撤退的中国部队大部被歼。余部支持至夜，始行撤退。