戰前態勢
日軍在山海關製造事端，炮擊臨榆縣城。中國守軍還擊，揭開了長城抗戰的序幕。山海關淪陷。日軍開始把軍事侵略的矛頭指向華北，並加緊部署進攻熱河。日本關東軍司令官武藤信義召集各兵團主任參謀會議，佈置熱河作戰要旨。日本關東軍第六、第七、第八、第十二4個師團各一部，糾合僞軍張海鵬部共10多萬人，分3路進犯熱河。北路由通遼攻開魯;中路由義縣攻朝陽;南路由綏中攻凌源。守凌源的萬福麟部於兆麟師一度抵抗後，因腹背受敵，退守長城線上軍事要塞喜峯口。東北軍元老、熱河省政府主席湯玉麟棄地逃走，日軍騎兵128人乘虛進佔熱河省會承德。3月上旬，日軍攻佔熱河北部赤峯、圍場、全寧(烏丹)等地，熱河全省淪陷。全國輿論一致譴責張學良，要求懲辦湯玉麟。蔣介石決定讓張學良辭職，由軍政部部長何應欽兼代北平軍分會委員長。
中國軍隊戰鬥序列
日軍佔領熱河後，即南下向長城各口推進。何應欽執行國民黨政府一面抵抗、一面交涉的政策，沿長城線佈防，企圖阻止日軍進攻。以第二十九軍宋哲元所部擔任冷口(不含)經董家口、喜峯口、羅文峪至馬蘭峪之間的防務;以第十七軍徐庭瑤所部在古北口至南天門一線駐防;以第三十二軍商震所部擔任由董家口(不含)經冷口到劉家口、義院口方面的防務;調由長城線後撤的東北軍擔任北寧線天津以東及冷口以東的防務;並調晉軍傅作義所部擔任獨石口方面的防務。形成在千里戰線分兵把守，使得日軍可以集中兵力各個擊破。更可怪的是，前方中日大戰，後方駐天津的日本中國駐屯軍仍能自由活動，日方武官酒井隆帶着衛兵直闖中南海，把刀架在何應欽的脖子上威脅了半天，還說是看在老同學的面子上纔沒有自由行動。
喜峯口戰鬥
中國軍隊調整之際，日軍已發動對長城各口的進攻。3月9日下午，日軍服部、鈴木兩旅團的聯合先遣隊進抵河北遵化東北
長城抗戰50多公里的喜峯口，即向東北軍萬福麟部進攻。傍晚，侵佔北側長城線及喜峯口以東的董家口等陣地。中國守軍第二十九軍軍長宋哲元指揮該軍英勇抗擊。第三十七師馮治安部旅長趙登禹，奉命派王長海團爲先鋒，急行軍增援喜峯口。王長海組成500人的大刀隊，乘夜分兩路潛入敵陣，趁日軍酣睡，用大刀砍殺，暫時穩定了戰局。日軍服部旅團長令步兵第二十六、第二十七聯隊一部增援喜峯口，由董家口、鐵門關等處發起進攻。趙登禹即率部前往堵截敵人，宋哲元令第三十七師王治邦、佟澤光兩旅分左右兩翼支援，與敵展開激烈戰鬥。日軍以一部確保喜峯口關口，將主力集中在長城北側地區待機。3月11日夜，第二十九軍採取迂迴夜襲戰術，分左右兩路向敵出擊。趙登禹帶傷率兩個團從左翼出潘家口，繞至敵右側背，攻擊其喜峯口西側高地。官兵們身攜手榴彈，手提大刀，在夜暗中踏雪前進，於次日拂曉前進至日軍三家子、小喜峯口、狼洞子、白臺子等陣地。敵人在睡夢中未及還擊，紛紛被砍殺。佟澤光率兩個團從右翼經鐵門關出董家口，繞至敵左側背，攻擊喜峯口東側高地之敵。王治邦旅在第一線固守，候左右兩路出擊得手後，即行出擊。駐喜峯口外老婆山的日軍趕來增援。雙方激戰，傷亡均重。 日軍再攻喜峯口，迄未得逞，漸次後撤到遵化以北25公里的半壁山。宋哲元部收復老婆山。此役，第二十九軍殺敵數十人，天津《大公報》稱喜峯口抗戰“竟能使驕妄氣盛之日軍受偌大打擊，此誠足爲中國軍人吐氣”。日軍在喜峯口受挫後，於3月16日沿半壁山向遵化以北9公里的羅文峪進攻。被第二十九軍劉汝明部擊退。3月17日，日軍三四千人又向羅文峪、沙石口一帶進攻，並以飛機20多架助戰。劉汝明部奮起抵抗，反覆爭奪陣地10多次。當晚，劉部從兩翼夾擊日軍，營長王合春率部抄到敵後，重創日軍。王合春陣亡，全營生還者僅70多人。敵向鶯手營方向退去。3月18日晨，日軍再次猛攻羅文峪。守軍依託城牆、碉樓頑強抵抗。劉汝明師長親率手槍隊督戰。激戰至天黑，將敵擊退。此時，李金田旅長率一個團由沙寶峪繞攻敵之側背，另一個團由左翼繞攻敵之後方，正面守軍也全線出擊。次日拂曉，敵除以一部配置在龍王廟警戒外，主力調回承德。羅文峪戰鬥後，第二十九軍在整個防禦線上與敵形成對峙狀態。
古北口戰鬥
古北口是由承德到北平(北京)最近的關口古道，爲北平、天津的門戶。日軍佔領承德後，追擊向古北口潰退的東北軍第一○七師王以哲部。王部在古北口外與日軍激戰。中央軍第十七軍第二十五師關麟徵部抵古北口接防，即以杜聿明旅佔領古北口南城東西兩側高地，張耀明旅集結在黃道甸附近。另以原在古北口防守的東北軍第一一二師一個團在第一線陣地防守。拂曉，日軍第八師團川原旅團向守軍陣地發起總攻。第一一二師不戰而退。日軍迅速佔領古北口關口，並向第二十五師右翼龍兒峪陣地包圍攻擊。第二十五師師長關麟徵指揮張耀明旅主力支援被圍部隊，出古北口東關不遠與敵遭遇，雙方短兵相接。關麟徵負傷後仍繼續指揮戰鬥，將敵擊退。日軍增兵進攻古北口，以主力對守軍陣地右翼延伸包圍。戰況異常激烈。守軍連續擊退敵3次攻擊。午後，日軍迂迴到古北口東關附近。守軍第二十五師各部通訊聯絡中斷，形成各自爲戰。部隊遭受重大傷亡，全線退至薊縣西北的南天門及其左右陣地守備。第一四五團一部遠離主力，未及撤退，繼續抵抗，斃傷日軍百餘名。第二十五師撤至密雲整補，防務由第二師黃傑部接替。至4月中旬，日軍未敢輕易冒進。中國守軍充分利用作戰間隙，加強陣地構築。日軍第十六旅團主力攻南天門3個望樓高地，一部攻南天門兩側高地，經苦戰，侵佔八道樓子。守軍雖兩次反擊無效，但仍堅守南天門等處。第二師連續作戰5晝夜，傷亡甚大，疲勞已極。敵繼續以炮火轟擊，終日未止。當晚，由第八十三師劉戡部接替南天門防務。第八十三師與敵激戰，直至高地全化爲焦土，才放棄中央據點高地南撤。日軍佔領南天門。此役，日軍死80人，傷236人。
南天門及之前的古北口之戰，是長城抗戰中作戰時間最長、戰事最激烈的戰場。參戰的中央軍第十七軍徐庭瑤部，以民族大義爲重，再次顯示了中國軍隊抵禦外辱的能力。
冷口戰鬥
日軍混成第三十三旅團進攻長城東部要隘界嶺口。中國守軍第四軍團獨立第十六旅繆澄流部稍事抵抗即後撤。日軍佔領義院口。日軍第六師團進攻遷安西北的冷口。守軍商震第三十二軍第一三九師黃光華部奮勇抵抗。日軍不支，退保肖家營子。冷口日軍分路進攻山神廟、馬家溝一帶。佔領義院口以南的石門寨。日軍第六師團主力攻擊守軍第一三九師第七一五團陣地，均被擊退。嗣後，日軍以飛機、大炮配合，猛攻守軍山頂工事，同時以騎兵向守軍陣地側翼迂迴。第七一五團被迫撤出前進陣地。接着，日軍突破守軍第一三九師第七一七團左翼陣地，佔領冷口左側高地。此時，右側劉家口方面補充團與敵戰鬥激烈，請求增援。第一三九師全線向蘭若院方向退卻。4月11日起，日軍3萬人連日猛攻冷口。商震部傷亡甚重，放棄冷口，沿建昌營、遷安向灤河右岸撤退。日軍侵佔冷口及其附近劉家口、白羊峪。遷安失陷後，宋哲元部在喜峯口腹背受敵，奉令撤至通縣以東沿運河佈防。
古城浩劫
由於擔心戰線擴大，日本天皇裕仁命令部隊不得越過長城一線，日本關東軍不敢違抗，1932年4月19開始撤出長城一線。國軍4月下旬順勢收復灤東，關東軍以此係國軍“挑戰”。日本陸軍大臣荒木貞夫勸說天皇，所謂不擴大，只要時間上縮短，就是地域暫時擴大也無妨，得到日本天皇首肯。武藤於5月3日奉命再次入關作戰。此時，熱河日軍西進佔領察哈爾省(今分屬內蒙古、河北)的多倫和沽源。7～10日，日軍第6師等部復攻佔灤東，並於12日由灤縣、遷安、兵河橋等地突破灤河守軍防線，向平津方向進擊。守軍第29、第32、第53、第67軍等部奉命節節後撤。13日，古北口日軍第八師佔領石匣鎮，19日佔領密雲。21～23日，傅作義第59軍在懷柔牛欄山抗擊由密雲向北平進逼的西義一指揮的第八師團，也未奏效。至23日，日軍先後佔領冀東的豐潤、遷安、遵化、唐山、玉田、薊縣、三河、香河、平谷、密雲、懷柔等縣市。守軍退至平、津附近。日軍從南、東、北三個方向對北平形成威逼態勢。北平城市陷入混亂，故宮文物南運。
這時，日本昭和天皇從國際局勢考慮認爲佔領華北時機並不成熟，否定了關東軍的深入的提議。25日，軍事委員會北平分會代委員長何應欽派軍使至密雲與日軍和談，雙方停止軍事行動。31日，國府代表熊斌和日軍代表岡村寧次在塘沽簽訂了《塘沽協定》，在事實上承認了日本佔領東北三省和熱河，並把冀東22縣置於日僞勢力範圍之內。華北門戶洞開。長城抗戰斷斷續續5個多月，中方總傷亡4萬餘人，日方公佈死傷2400人，戰績遠不如同時期的淞滬抗戰(上海中國軍隊傷亡1.4萬，日軍傷亡3100人)。
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