7月7日，夜間十時，日軍壹中隊在盧溝橋附近夜間演習。集合歸隊時，突然揚言有日兵壹名失蹤，在宛平城外到處尋覓不見，意圖進城搜索，並開槍示威。北平日特務機關向我當局提出嚴重交涉，正談判中，失蹤日兵忽已歸隊，日方借口須調查如何失蹤情形，強我方派員參加；秦德純派督察專員兼宛平縣縣長王冷齋與日軍進行調查。馮治安得報後立即從保定返回北平師部，召集何基灃、吉星文等人部署應變措施，並下令說：“蘆溝橋是北平咽喉，華北鎖鑰，關系至重，務必確定固守，不準日軍壹兵壹卒進入，不許放棄壹尺壹寸國土，彼若開槍，定與迎頭痛擊”。
7月8日,調查將始，豐臺日軍已武裝出動，強欲進入宛平城並欲迫我城內駐軍向西門外撤退，遭到我方堅決拒絕，日軍即開始向我方射擊，並以迫機炮轟城。同時，攻向蘆溝橋北的平漢鐵路橋，我軍英勇應戰，戰鬥正式打響。正在山東樂陵的二十九軍軍長宋哲元得知蘆路溝橋事變的過程後，立即電令二十九軍代軍長馮治安要他下令“撲滅當前之敵”。消息傳到延安，中國***產黨中央委員會立即向全國發出“中國***產黨為日軍進攻蘆溝橋通電”。通電說：“全中國的同胞們！平津危急！華北危急！中華民族危急！只有全民族實行抗戰，才是我們的出路。”“我們應該贊揚和擁護馮治安部的英勇抗戰！我們應該贊揚和擁護華北當局與國土***存亡的宣言！我們要求宋哲元將軍立刻動員全部二十九軍，開赴前線應戰！我們要求南京中央政府切實援助第二十九軍並立即開放全國民眾愛國運動，發揚抗戰的民氣，立即動員全國海陸空軍，準備應戰，立即肅清潛藏在中國國內的漢奸賣國賊份子，及壹切日寇偵探，鞏固後方。我們要求全國人民，用全力援助神聖的抗日自衛戰爭！” 傍晚，戰事持續了三小時，日軍傷亡倍於我軍，攻勢大挫。
7月9日，從清晨開始，日方調集大量援軍，戰火繼續蔓延，與炮聲槍聲交作的還有兩軍的談判交涉。
7月10日，日軍四次挑起戰事，又四次進行談判。當雙方作種種協商的短時期中，日本軍部已在國內下動員令，調集大批軍隊準備大戰；壹方面又在煽動民眾鼓吹對華膺懲，日方在北平的商談，只是拖延時日，作軍事準備而已。
7月11日，冀察當局負責人秦德純、張自忠經談判與日方簽定了停戰協議。當日晚，宋哲元由山東趕回天津，秦張二人向他匯報了簽約經過，並強調日方願把此事變“地方化”，“就地解決”。
7月12日，宋哲元對日的態度發生了變化，認為蘆溝橋事變乃局部沖突，發表了力主和平解決的看法和主張。停留天津八天，積極與日方商談，和談的幻想與備戰不足恰恰中了日軍的“緩兵之計”。
7月13日，毛主席在延安幹部緊急會議上號召所有***產黨員和所有革命抗日的個人、團體，完成壹切準備，隨時出動抗戰。
7月15日，蔣介石約請中***代表及全國各界抗日愛國代表人士在廬山舉行談話會。
7月17日，在各方面策動支持下，蔣介石第壹次發表了對日態度較為強硬的談話聲明，提出了四個要點：“1、任何解決不得侵害主權與領土之完整，2、冀察行政組織不容任何不合法之改變，3、中央政府所派地方官吏，冀、察政務委員會委員長宋哲元不能任人要求撤換，4、第二十九軍現在所駐地區不能受任何約束。”他在演說中，聲言： “我們的東四省，失陷已有六年之久，繼之以塘沽協定。現在沖突地點已到了北平門口的盧溝橋，如果盧溝橋可以受人壓迫強占，那麽，今日的北平就要變成沈陽第二。今日的北平若果變成昔日的沈陽，今日的冀察亦將成為昔日的東四省。我們希望和平，而不求茍安；準備應戰，而決不求戰。”他又正告日當局，謂：“盧案能否不擴大為中日戰爭，全系於日本政府之態度，和平希望絕續之關鍵全系於日本軍隊之行動，在和平根本絕望之前壹秒鐘吾人仍希望和平，希望以和平的外交方法求得盧案之解決。”
7月18 日，進入山海關的日軍已有5個師團，兵力達10萬以上。
7月19日，上午十時宋哲元由津返平，到平後，下令拆除要道路障和防禦工事，並將關閉數日之城門打開，以示和平誠意。日軍借助宋哲元的和平幻想，在不到半個月的時間裏完成了大規模的兵力集結。
7月20日，日軍向盧溝橋、豐臺、南苑、大紅門推進。宋哲元如夢初醒，速調趙登禹的壹三二師由任丘、河間壹帶，火速進京。
7月21日，日方撕毀協議，再次猛攻盧溝橋、宛平城，同時炮轟長辛店駐軍。
7月22日， 趙登禹的前頭部隊到達南苑。同日，蔣介石致電宋哲元：“聞38師陣地已撤，北平城內防禦工事亦已撤除。如此，則倭寇待我北平城門通行照常後，彼必有進壹步之要求，或竟壹舉而占我平城，思之危險萬分。務望刻刻嚴防，步步留神，勿為所算。與倭所商辦法究竟如何？盍不速告，彼便綜核。”
7月23日，壹三二師開入北平城，日方向宋哲元提出『第壹次哀的美敦書』。此時，日軍的空軍實力也增至百余架之多。
7月25日，天津塘沽港的壹支日本船隊卸下了大批軍用品，用40輛汽車日夜不停地向豐臺某地運送。是夜，又以“中方有人破壞日方通到天津的電話線”為由，派空軍奇襲廊坊村莊，廊坊民眾死傷千余人。
7月26日，廊坊失守。下午，日由豐臺派兵壹個中隊，冒充城內“日使館衛隊”去野外演習歸來，強行從廣安門入北平城，遭我軍劉汝珍679團阻擊，日兵力遭相當損失。同日，蔣介石致電宋哲元,“此刻兄應下決心如下:壹、鞏固北平城防，立即備戰，均勿疏失。二、宛平城防，立即恢復戒備，此地點重要，應死守勿失。三、兄本人立即到保定指揮，切勿再在北平片刻停留。四、決心大戰，照中（蔣介石）昨電對滄（縣）保（定）、滄（縣）石（家莊）各線從速部署。”晚上，日天津駐屯軍司令香月清司對宋哲元提出“第二次哀的美敦書”，限二十九軍於27日午12時以前將八寶山、盧溝橋等處之我軍撤至長辛店以南，並限於28日之我軍撤至永定河以西。
7月27日，宋哲元與南京直接通電話報告：“他已拒絕日人的最後通牒，同時通令二十九軍各地部隊奮勇抵抗，又對全國發出自衛守土的通電 ”。
7月28日，拂曉，日步、炮、騎聯合兵種***三千余人，飛機三十余架分頭向南苑、西苑、北苑駐軍進行猛烈襲擊。經我軍奮勇猛攻，當將豐臺克復，同時我盧溝橋、八寶山兩處軍隊亦將五裏店、大井村附近敵人驅逐，猛向豐臺推進。與此同時，南苑方面，敵增援反撲，並以飛機三十余架，數十門大炮輪番轟擊，二十九軍陣地壹片火海，各部隊之間的聯系被切斷，陣地與陣地之間無法溝通消息，我駐軍傷亡累累，戰鬥慘烈。副軍長佟麟閣在指揮右翼部隊突擊時被敵機槍射中腿部、頭部。 師長趙登禹率部撤退時遭敵伏擊，胸部中彈亦壯烈殉國。由於南苑之失利，至豐臺戰事，功敗垂成。當日晚，敵炮隊仍轟炸宛平縣及長辛店，經壹晝夜之撐持，我軍不得不放棄宛平，向良鄉、涿州壹線轉進，盧溝橋逐陷於敵手。當日下午，宋哲元委派張自忠代理冀、察政務委員會委員長兼北平市市長。並於當夜，宋哲元率秦德純、馮治安、張維藩等撤離北平到保定。第二十九軍駐平之部隊及保安部隊在宋離平後均陸續經門頭溝向南撤退。29日北平陷於敵手。蘆溝橋的烽火揭開了抗日戰爭的序幕，全面抗戰從此開始。