1936年初，日本帝国主义唆使蒙古王公德穆楚克栋鲁普（德王）成立伪“蒙古军司令部”，自任总司令，李守信任副总司令。5月12日，在嘉卜寺组织伪“蒙古军政府”，以云端旺楚克（云王）为主席，德王为总裁。同时，日本将伪军王英部编为“西北蒙汉防共自卫军”（后改称“大汉义军”）。11月初，日本策动和指挥伪蒙军分3路进攻绥远。以李守信的伪蒙军第一军部署在兴和一带为左翼；伪蒙军第二军部署于绥北土木尔台以北，并以伪蒙军第七师驻百灵庙为右翼；另以王英部为主力，进攻陶林的红格尔图。计划先攻取红格尔图，然后左、右两翼同时出动，一举攻占归绥，再分兵进占绥东平地泉（集宁）与绥西包头、河套。11月15日，王英率部5000余人，在日军飞机、大炮掩护下向红格尔图发起猛攻。国民党绥远省政府主席傅作义（1895－1974，山西临猗人）即亲临平地泉前线指挥作战。11月17日夜，晋绥军骑兵旅旅长彭毓斌、第三十五军第二一八旅旅长董其武率部跃进到红格尔图西南丹岱沟一带。次日晨，出敌不意发起攻击，歼敌千余人。王英部败退商都。伪蒙军随即抽调兵力加强商都、化德的防务，并在绥北百灵庙构筑坚固的防御工事，准备以此为基地，相机向武川、归绥进攻。蒋介石此时正集中大量军队准备“围剿”红军，仅派汤恩伯率第十三军一部援绥。
11月22日，傅作义令晋绥军骑兵师旅长孙长胜、第三十五军第二一一旅旅长孙兰峰为前敌正副指挥，率部集结在百灵庙东南二分子、乌兰忽洞一带，选定东南山口为主攻方向，奇袭百灵庙。11月23日夜，部队冒零下42℃严寒，向百灵庙发起攻击，很快占领了外围山头，将敌压缩在山内平地。日军顾问在前沿督阵，指挥伪蒙军第二军第七师扼守女儿山进行阻击。11月24日晨，孙兰峰令山炮营进至百灵庙东南高地，集中火力猛攻女儿山，并配以装甲车队，向东南山口冲击。与此同时，骑兵团攻占北山，控制了飞机场，断敌后路。敌由东北方向败退大庙。中国军队收复百灵庙。12月2日，又攻克大庙，小滨大佐等20余名日本顾问被击毙，伪蒙军两个旅反正。百灵庙大捷，是中国军队自1933年长城抗战以来取得的又一次胜利。全国掀起援助绥远抗战运动。国民党政府和各界人士组织慰问团、战地服务团赴前线慰问抗日将士。各阶层群众捐赠款物，北平学生募集万件皮衣，上海学童捐助零用钱。据不完全统计，全国捐款达120余万元。12月1日，中共中央和中华苏维埃共和国中央政府发出《关于绥远抗战通电》；毛泽东、朱德等致书蒋介石，再次呼吁“化敌为友，共同抗日”。绥远抗战和援绥运动是抗战形势高涨的一种表现。
