28日，日寇进攻南苑，第29路军各部陷入混乱。下午1时，南苑失守，第29路军副军长佟麟阁、第132师师长赵登禹殉国。29日凌晨，第29路军天津驻防部队第26、第112旅在第38师副师长李文田指挥下，向天津日寇主动发动进攻。战至下午，第38师因日寇飞机轰炸，指挥系统中断，各部陷入混战。3时，李文田率部撤退，天津失陷。29日，廊坊失陷。30日，北平沦陷。
至7月30日，北平地区中国军队撤至涿县、固安、永清以南地区，日寇占领平津后，暂停进攻。
7月29日，蒋介石得知平津失陷后，于当日上午和下午两次召开特别会议。将平汉、津浦铁路以北划为第一战区，任命徐永昌为保定行营主任，蒋亲自兼任战区司令。统辖第1集团军（宋哲元部）、第2集团军（刘峙部）、第3集团军（韩复榘部）、第5集团军（顾祝同部）及第7集团军（傅作义部），骑兵第6师（马占山部）、第3师和第7师（何柱国部）一同归属第一战区。
淞沪会战
1932年一·二八事变后，受制于中日签署的《中日停战协定》，中国军队只能驻守在昆山、苏州一线。国民政府为准备对日作战，于1936年2月在京（南京）沪区秘密成立指挥部，张治中为军事长官，负责京沪地区的军事准备工作。
日，日寇驻北平丰台部队举行战斗演习，地点选在卢沟桥北、永定河东岸的回龙庙附近，此处为中国第29路军防地。和九一八事变和一·二八事变一样。当晚22时30分，日寇放枪后称听到附近宛平城有枪声，并且日寇一名士兵失踪，要求进入城内搜查，被我军拒绝。8日早晨5点，日寇第3大队下令向宛平城中国第29路军发动进攻，七七事变爆发。
8日，北平当局下令坚守卢沟桥，29路军军长宋哲元致电南京国民政府，报告事变真相。蒋介石随即回电：“宛平城固守勿退，并须全体动员，以备事态扩大。”
同一天，日本两次召集内阁会议，确定事态不扩大、就地解决的方针，并向“中国驻屯军”司令官发出指示：“为防止事情扩大，要避免进一步行使武力。”北平当局也不希望事态扩大，希望问题能够和平解决。
11日，中日双方达成协议，停止交战，中国军队向日寇道歉，并承诺不在永定河以东驻扎军队。
此时的日本当局，在对华政策上出现分歧。日本政府不希望事态扩大，其中最有代表性的是参谋本部作战部长石原莞尔。他认为，日本当前最大的敌人是苏联，应将全部精力用在对苏联战争的准备上。如果此时对中国开战，势必影响对苏作战。而已经实际上不受政府控制、直接受命于日本天皇的日本军部，绝大多数高级将领则主张扩大对华侵略。他们认为“对华只需一击，就可使中国屈服，甚至对华战争需要2个多月就可以结束，并不会影响对苏联的战争准备。”双方的分歧不在是否对华发动侵略战争，而是发动战争的时机。而日本军部过于乐观的估计，致使其做出了错误的战略预判。
在京沪警备司令部成立时，上海市区仅有上海保安总团及警察总队共约3个团兵力。为加强上海警备力量，张治中将87师、88师集结于常熟、苏州、江阴及无锡的公路铁路附近，并制定汽车、火车运输计划，随时可迅速将部队前送上海。同时令一个团伪装成保安团，进驻虹口和龙华机场，另一个团伪装成宪兵进驻松江。
1937年7月29日，日本参谋本部制定《对华作战计划》，准备将战争扩大到华中地区。
7月11日，日寇参谋总长载仁亲王、首相近卫文磨觐见日本天皇，奏请派兵华北，日本裕仁天皇予以批准。7月15日，日寇完成作战计划，7月20日，日寇第20师团、第1和第11混成旅团，以及航空兵部队在平津完成集结。
国民政府在事变发生后，判断此次事变系日寇有预谋行动，日寇有扩大侵略的可能。7月9日，蒋介石命令第26路军孙连仲部2个师，以及40军庞炳勋部开赴石家庄至保定一线，支援平津地区，并统归29路军宋哲远指挥。
7月16日，四川地方军阀刘湘、潘文华表示“在此国难当前，正是我捍卫国家，报效领袖之时。”7月17日，蒋介石在庐山发表讲话，称“如果战端一开，那就是地无分南北，年无分老幼，无论何人，皆有守土抗战之责任，皆应抱定牺牲一切之决心.”7月21日，广西地方军阀李宗仁、白崇禧致电军事委员会：“欣聆国策已决，誓本血忱，统率全体将士及广西1300万民众，拥护委座抗战主张，任何牺牲，在所不惜。”此外，山西阎锡山、青海马鸿逵、云南龙云等各地方军阀也纷纷表态，拥护政府抗日。
然而，身为29路军军长的宋哲元，在七七事变爆发后，始终希望通过忍让来平息事态。为此他命令第38师师长张自忠与日本方面保持接触，却没有积极备战。7月22日，当得知日寇机械化部队向华北输送，即将开始大规模行动后，宋才开始考虑抗战，但为时已晚。
7月25日，日寇进攻平津之间的廊坊，26日进攻北平。27日，日寇继续向华北增兵，第5、第6、第10师团调往华北，第11师团调往青岛，第3师团调往上海。