了刀下之鬼，29军的士兵士气大振，当集合号吹响时，部队硬是收拢不起来，阵地四周到处是玩了命的中国士兵举着大刀追杀逃窜的日军士兵，像是狗撵兔子。
7 月28日晨，情况急转直下。沉寂了几天的战事骤然爆发，日军向北平市郊发动总攻，以第20师团主力在坦克部队和炮兵掩护下，对南苑展开攻击。日本驻屯军步兵旅主力由丰台向南苑进攻，切断了南苑守军向北平方向的退路。驻守南苑的29军第38、第132 师及特务旅等部被迫仓促应战，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。守军苦战至下午1 时，伤亡五千余人，副军长佟麟阁与132 师师长赵登禹阵亡，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猛烈进攻，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。宋哲元命令所部当晚向保定方向撤退，北平陷落。
9日，驻天津29军第38师一部与天津保安、警察部队向日军驻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。与此同时，伪“冀东防共自治政府”所属的通州保安队突然哗变，包围了日军守备队的营房，随后袭击日本人的商店、旅馆、民房。住在通州的日本侨民中，约有二百多人遭到杀戮，其中大部分是妇女儿童。中日两国政府对这一事件有着截然不同的看法，中方称此事件为“通州事件”，而日方则称为“通州惨案”。
“通州事件”的发生，导致平津地区大规模的反日浪潮，不少日本侨民遭到暴力袭击，一些不法之徒竟打着抗日的旗号趁乱抢掠财物，(被禁止)妇女。在此事件中，最满意的应该是日本军部，那些激进狂妄的少壮派军人总算是找到全面开战的借口，战争的机器一旦开动起来，恐怕连上帝也无法制止了。
至此，平津两市陷入敌手。1937年7月29日，北平沦陷.