1937年7月25日，日军正式进攻廊坊，并于次日全面战略，此为平津作战之伊始，整个华北大地被战争的阴霾笼罩，卢沟桥畔的宁静，被日军蓄意挑起的事端打破，平津作战的序幕由此拉开，一场关乎民族生死存亡的较量，在这片古老的土地上激烈上演。
第二十九军肩负着平津地区的防务重任，他们严阵以待，目光警惕地注视着日军的一举一动，宋哲元深知局势严峻，他与麾下将领佟麟阁、赵登禹、冯治安等日夜商议对策，准备随时应对日军的挑衅，并于7月7日夜，日军诡称一名士兵失踪，要求进入宛平城搜查，遭到中国守军严词拒绝，恼羞成怒的日军，悍然向卢沟桥一带的中国守军发起攻击，时任第二十九军三十七师的219团团长吉星文，当即下令还击，战士们同仇敌忾，凭借简陋的武器与日军展开殊死搏斗，一时间，枪炮声震耳欲聋，火光映红了夜空，中国守军毫不退缩，多次击退日军进攻，守住了卢沟桥这一战略要地，然而，日军并不甘心失败，他们迅速调集援兵，尤其是关东军独立混成的第一旅团、第十一旅团，以及朝鲜军第二十师团，纷纷向平津地区集结，对中国军队形成了强大的军事压力，在7月25日，日军第二十师团一部进攻廊坊，企图切断平津之间的交通，驻守廊坊的第二十九军三十八师部队奋起抵抗，他们以血肉之躯抵挡日军的机械化部队，战斗异常惨烈，尽管中国官兵英勇奋战，但因装备悬殊，廊坊最终还是失守了。
局势愈发危急，7月28日，日军对南苑又发起总攻，这里是第二十九军的重要军事据点，副军长佟麟阁和师长赵登禹亲自率部抵抗，日军凭借优势兵力和猛烈炮火，对南苑阵地狂轰滥炸，随后步兵发起冲锋，佟麟阁、赵登禹身先士卒，带领官兵与日军展开激烈的白刃战，战场上硝烟弥漫，喊杀声震天，中国官兵们挥舞着大刀，奋勇砍杀日军，但在日军强大的攻势下，南苑守军逐渐陷入困境，佟麟阁在指挥作战时，不幸被日军机枪击中，壮烈殉国，赵登禹在率部突围途中，也遭日军伏击牺牲，南苑的失守让北平陷入了绝境，北平城内居民都陷入了恐慌之中，同一天，宋哲元被迫下令撤离北平，北平随之沦陷。同时在天津，第二十九军三十八师的部分官兵，也在与日军展开着激烈战斗，他们向日军在天津的据点海光寺发起进攻，虽然给日军造成了一定打击，但由于缺乏重武器，未能攻克据点，7月30日，天津也落入日军之手，平津作战以中国军队的失败告终。
平津作战的失败直接导致战略格局的重塑，首先是日方的战略重心转移，日军在拿下东北、平津之后，虽然西入的战略被傅作义给阻断了，但是却立刻调整策略，第一时间转头南下，开始向淞沪一带开始进行了侵略扩张。其次也导致中方的抗战空间得以扩展，平津失受之后，"南京方面"将政府搬至重庆，下述简称为"重庆方面"，蒋公制定以西南为基地，对外宣称继续坚持抗日，形成有名无实的"持久战战略"，并向全世界告知日方所提出的"三个月灭亡中国"的论调，就是痴人说梦、无稽之谈。
虽然平津作战失败了，但是自长城抗战之后，社会舆论对部队基本都是持正面评价，原因则是与张学良率领的东北军采取的"不抵抗"，形成了强烈的反差与对比，此战中全称参与的第二十九军将士们的英勇抗争，却在中华民族的抗战史上留下了浓墨重彩的一笔，他们用热血和生命向世界展示了中国人民不屈的意志和抗击侵略者的决心，这场战斗激发了全国人民的抗日热情，抗日救亡的浪潮席卷中华大地，为全民族抗战的全面爆发奏响了悲壮的序曲，激励着无数中华儿女投身到保家卫国的战斗中去。