1937年7月底,平津相继失陷。而在此之前,整个察北(包括沽源、康保、尚义、崇礼、张北及宝昌、商都、化德、多伦)已控制在日军手中。这使得平绥铁路的形势变得十分危急。平绥路是日军驻关东军与华北驻屯军的结合线,中国政府预料到日军这时一定要向平绥路进犯,决定主动出击。晋绥军自绥东攻察北,二十九军一四三师刘汝明部由张家口取张北,汤恩伯第十三军守南口,十七军高桂滋部进军独石口,以御多伦南下之敌。按照这一军事部署,傅作义之董其武部进攻商都并于14日收复,石玉山部进攻德化(今化德)并于16日收复,同时张家口方面的二十九军刘汝明部进至万全坝(万全与张北交界处)。伪蒙古军政府人员在德王的带领下向多伦逃窜。
   就在中国军队加紧部署和实施张家口一线的防卫时,日军已沿平缓路大举西犯。8月7日,日军以主力3个师团进攻南口,企图出长城沿平缓铁路西进,包抄战略要地山西。国民党政府于8月11日令卫立煌部增援南口,会同汤恩伯的十三军抗击日军。卫立煌部进入宛平后即兵分两路,其中一路经千军台、大台沟前进,欲抄南口战地的敌侧后,共同会歼日军于长城一线。不料这一意图被日军识破,增援南口的部队遭日军阻击,双方在髽髻山至清水涧地区展开了拉锯战,激烈的战斗持续了20余日,使得卫立煌的部队不能迅速前往南口支援。其间,南口战场战斗异常激烈。十三军的将士依凭简陋壕堑阻击着全力向南口进攻之敌。双方为争夺居庸关和横岭一线的军事要地,反复攻杀,场面极为惨烈。十三军八十九师在师长王仲廉的带领下,用血肉之躯同日军厮杀,手榴弹不断地掷向敌群,官兵牺牲过半,仍扼守阵地达10余日。日军见正面攻击南口目的未达到,主力乃于8月21日,绕南口右侧攻击居庸关、怀来,仍不得手,又向西迂回。结果因王万龄师阵线拉得过长,兵力单薄,日军遂于24日沿西部横岭突破了中国守军的防线,越过长城,进入到怀来地区。此时,由察北进攻张家口之日军也占据了张家口以西铁路线,给南口中国守军造成极大威协。25日,中国守军被迫撤出南口,退守居庸关。27日,中国守军奉命向南突围转移,全部撤离南口战场。卫立煌部既已失增援目标,沿平汉线的保定又在告急,于是在宛平一带抗敌月余后南撤。南口、居庸关弃守后,日军于8月27日夜侵占怀来城,不久怀来全县沦陷。
   在中国军队于南口一线与敌人血战的同时,驻守张家口的二十九军刘汝明部为解张家口之危,开始进攻张北之敌,并于20日攻占了张北城外围玻璃彩村等要点。而此时日本关东军东条机械化部队由热河驰援张北,经沽源时兵分两路:一路日军(铃木旅团与本间旅团)南下进攻张家口。他们在飞机的掩护下,向进攻张北城的中国军队疯狂反扑。中国官兵虽进行了英勇的抵抗,但难与敌机及战车相抗,官兵死伤数百人,21日夜退守神威台。神威台北距张北县城25公里,南距万全县城20公里,距张家口40公里。22日,敌开始攻击神威台敌机及炮兵向中国军队阵地狂轰滥炸后,日伪军开始向阵地发起进攻,遭中国官兵顽强阻击,攻击至暮,敌仍未得逞。23日拂晓,敌再以战车协同步兵约两个联队在飞机与炮兵掩护下猛扑神威台,23日夜12时神威台陷于敌手。同时,敌另一部从中国军队左翼迂回,攻击神威台南的万全县城。24日下午,敌侵占了万全城,随即沿公路直趋张家口。
   二十九军一四三师官兵连夜在距张家口西9公里的山隘赶筑工事。工事的一端依托赐儿山,另一端依托水母宫附近高地。25日晨,敌以炮兵及飞机掩护步兵一联队进攻赐儿山阵地未达目的。翌日,敌步兵、炮兵、空军又协同进犯,中国守军拼死抵抗至中午,伤亡重大,退守八角台。八角台为赐儿山最高处,俯瞰张家口,地势重要,敌人志在必得,双方为争夺八角台均付出了伤亡惨重的代价。8月27日晨8时,敌人以更多的飞机和更密集的炮火,掩护步兵再攻八角台,八角台失陷。此战中国官兵伤亡重大,但也给敌人以重大杀伤,打死日军指挥官本多丘,而后撤离张家口。27日午时,张家口失陷。