长城抗战总共存续时间为三个多月，主要由古北口之战、喜峰口之战、冷口之战所组成，而之前的山海关之战、热河之战都是长城抗战的预热战役而已。
1933年3月4日，日本关东军第八师团逼近古北口，东北军第一百零七师、第六十七军初战失利，中央军第17军关麟徵部驰援，与日本关东军展开激烈争夺战，又在3月12日，日本关东军占领古北口，双方形成对峙，4月中旬，日本关东军增兵后发动总攻，最终于28日，日本关东军突破南天门阵地，中国守军退至沽源，长城防线被突破，这便是古北口之战。
与古北口之战的几乎同一时间，日本关东军第十四旅团，在3月9日攻占喜峰口第一道关门，宋哲元的第二十九军紧急驰援，当夜，赵登禹率大刀队夜袭日本关东军，歼敌数百，大振士气。最终，双方在喜峰口、罗文峪反复争夺，二十九军凭借近战优势多次击退日本关东军，又于4月9日，日本关东军占领冷口后迂回包抄，二十九军被迫撤退，滦东地区一度失守，后因日本关东军受国际压力短暂撤军，这便是"喜峰口之战"。
而也是几乎在同一时间，日本关东军于3月4日占领冷口，商震第三十二军反攻收复，在4月9日，日本关东军再攻冷口，守军因伤亡惨重于11日撤退，日本关东军进占滦东地区。
虽然，这次整合后的国军部队，打得很顽强，也很英勇，但是最终还是失败了，虽在局部取得喜峰口、罗文峪等胜利，但因"南京方面"贯彻执行"攘外必先安内"政策，未获有力支援，所以失败是必然的。
1933年5月25日，日本关东军司令武藤信义与北平军分会的代表徐燕谋参谋在密云进行了秘密会面，日方代表表示接受与中国方面停战的提议。随后，日本关东军司令武藤信义将关于停战协定的相关事宜全权委任于日本关东军参谋副长冈村宁次，而中国北平局分会的代委员长何应钦则将本次停战协定的相关事宜授权给中国军代表北平分会总参议陆军中将熊斌。双方在进行了一系列的谈判之后，最终确定了关于停战的相关事宜，并缔结了《塘沽停战协定》，最终于5月30日正式签署，中国承认日军对热河的占领，长城抗战结束。
此战中国投入约26万兵力，伤亡4万余人，毙伤日军2600余人，延缓了日军侵华进程，长城防线的失守使华北门户洞开，日本进一步威胁平津地区。
这次战役虽然也引起了不小的社会舆论，但是基本上更多的是针对蒋公与"南京方面"，与抨击张学良的观点一致，认为让日本如此猖獗的最核心原因"攘外必须安内"这句话，就这一句话让东北大地多少鲜活的生命，变成了白骨皑皑。但是这次社会对于中国军队的评价，反而没有那么的负面，积极的正面肯定还是增多，比如29军大刀队夜袭喜峰口，被媒体广泛的报道，这间接激发了军队的士气，以及民众的爱国热情，更是催生了《大刀进行曲》这样的爱国歌曲，这首歌曲的词曲作者为爱国音乐家麦新，原名孙培元，因看到第二十九军大刀队的英勇抗敌报道，有感而发，写就此歌，歌词全文如下："大刀向鬼子们的头上砍去，全国武装的弟兄们，抗战的一天来到了，抗战的一天来到了，前面有东北的义勇军，后面有全国的老百姓，咱们抗战弟兄勇敢前进，看准那敌人，把他消灭，把他消灭，冲啊！大刀向鬼子们的头上砍去！杀！"
尤其歌词中的"大刀向鬼子们的头上砍去"，彻底点燃了全国人民抗日的决心。