1933年1月1日，日军在山海关制造事端，炮击临榆县城。中国守军还击，揭开了长城抗战的序幕。1月3日，山海关沦陷。日军开始把军事侵略的矛头指向华北，并加紧部署进攻热河。2月10日，日本关东军司令官武藤信义召集各兵团主任参谋会议，布置热河作战要旨。2月21日，日本关东军第六、第七、第八、第十二4个师团主力，纠合伪军张海鹏部共10多万人，分3路进犯热河。北路由通辽攻开鲁；中路由义县攻朝阳；南路由绥中攻凌源。守凌源的万福麟部于兆麟师一度抵抗后，因腹背受敌，退守长城线上军事要塞喜峰口。3月4日，国民党热河省政府主席汤玉麟弃地逃走，日军骑兵128人乘虚进占热河省会承德。3月上旬，日军攻占热河北部赤峰、围场、全宁（乌丹）等地，热河全省沦陷。全国舆论一致谴责张学良，要求惩办汤玉麟。蒋介石决定让张学良辞职，由军政部部长何应钦兼代北平军分会委员长。日军占领热河后，即南下向长城各口推进。何应钦执行国民党政府一面抵抗、一面交涉的政策，沿长城线布防，企图阻止日军进攻。以第二十九军宋哲元（1885－1940，山东东陵人）所部担任冷口（不含）经董家口、喜峰口、罗文峪至马兰峪之间的防务；以第十七军徐庭瑶所部在古北口至南天门一线驻防；以第三十二军商震所部担任由董家口（不含）经冷口到刘家口、义院口方面的防务；调由长城线后撤的东北军担任北宁线天津以东及冷口以东的防务；并调晋军傅作义所部担任独石口方面的防务。中国军队调整之际，日军已发动对长城各口的进攻。在全国抗日热潮的推动下，中国守军开始奋起抵抗。
喜峰口―罗文峪战斗。3月9日下午，日军服部、铃木两旅团的联合先遣队进抵河北遵化东北50多公里的喜峰口，即向东北军万福麟部进攻。傍晚，侵占北侧长城线及喜峰口以东的董家口等阵地。中国守军第二十九军军长宋哲元指挥该军英勇抗击。第三十七师冯治安部旅长赵登禹，奉命派王长海团为先锋，急行军增援喜峰口。王长海组成500人的大刀队，乘夜分两路潜入敌阵，趁日军酣睡，用大刀砍杀，暂时稳定了战局。3月10日，日军服部旅团长令步兵第二十六、第二十七联队一部增援喜峰口，由董家口、铁门关等处发起进攻。赵登禹即率部前往堵截敌人，宋哲元令第三十七师王治邦、佟泽光两旅分左右两翼支援，与敌展开激烈战斗。日军以一部确保喜峰口关口，将主力集中在长城北侧地区待机。3月11日夜，第二十九军采取迂回夜袭战术，分左右两路向敌出击。赵登禹带伤率两个团从左翼出潘家口，绕至敌右侧背，攻击其喜峰口西侧高地。官兵们身携手榴弹，手提大刀，在夜暗中踏雪前进，于次日拂晓前进至日军三家子、小喜峰口、狼洞子、白台子等阵地。敌人在睡梦中未及还击，纷纷被砍杀。佟泽光率两个团从右翼经铁门关出董家口，绕至敌左侧背，攻击喜峰口东侧高地之敌。王治邦旅在第一线固守，候左右两路出击得手后，即行出击。3月12日，驻喜峰口外老婆山的日军赶来增援。双方激战，伤亡均重。3月13日，日军再攻喜峰口，迄未得逞，渐次后撤到遵化以北25公里的半壁山。3月14日，宋哲元部收复老婆山。此役，第二十九军虏获敌坦克11辆，装甲车6辆，步枪6000多支，俘敌万余。日本报纸不得不承认喜峰口战斗丧尽了“皇军名誉”，遭受了“60年来未有之侮辱”。中国军队重创日军，使全国人心为之一振。天津《大公报》称喜峰口抗战“竟能使骄妄气盛之日军受偌大打击，此诚足为中国军人吐气”。日军在喜峰口受挫后，于3月16日沿半壁山向遵化以北9公里的罗文峪进攻。被第二十九军刘汝明部击退。3月17日，日军三四千人又向罗文峪、沙石口一带进攻，并以飞机20多架助战。刘汝明部奋起抵抗，反复争夺阵地10多次。当晚，刘部从两翼夹击日军，营长王合春率部抄到敌后，重创日军。王合春阵亡，全营生还者仅70多人。敌向莺手营方向退去。3月18日晨，日军再次猛攻罗文峪。守军依托城墙、碉楼顽强抵抗。刘汝明师长亲率手枪队督战。激战至天黑，将敌击退。此时，李金田旅长率一个团由沙宝峪绕攻敌之侧背，另一个团由左翼绕攻敌之后方，正面守军也全线出击。次日拂晓，敌除以一部配置在龙王庙警戒外，主力调回承德。罗文峪战斗后，第二十九军在整个防御线上与敌形成对峙状态。
古北口－南天门战斗。古北口是由承德到北平（北京）最近的关口古道，为北平、天津的门户。日军占领承德后，追击向古北口溃退的东北军第一○七师王以哲部。王部在古北口外与日军激战。3月10日，中央军第十七军第二十五师关麟征部抵古北口接防，即以杜聿明旅占领古北口南城东西两侧高地，张耀明旅集结在黄道甸附近。另以原在古北口防守的东北军第一一二师一个团在第一线阵地防守。3月11日拂晓，日军第八师团川原旅团向守军阵地发起总攻。第一一二师不战而退。日军迅速占领古北口关口，并向第二十五师右翼龙儿峪阵地包围攻击。第二十五师师长关麟征指挥张耀明旅主力支援被围部队，出古北口东关不远与敌遭遇，双方短兵相接。关麟征负伤后仍继续指挥战斗，将敌击退。3月12日，日军增兵进攻古北口，以主力对守军阵地右翼延伸包围。战况异常激烈。守军连续击退敌3次攻击。午后，日军迂回到古北口东关附近。守军第二十五师各部通讯联络中断，形成各自为战。部队遭受重大伤亡，全线退至蓟县西北的南天门及其左右阵地守备。第一四五团一部远离主力，未及撤退，继续抵抗，毙伤日军百余名。3月13日，第二十五师撤至密云整补，防务由第二师黄杰部接替。至4月中旬，日军未敢轻易冒进。中国守军充分利用作战间隙，加强阵地构筑。4月21日，日军第十六旅团主力攻南天门3个望楼高地，一部攻南天门两侧高地，经苦战，侵占八道楼子。守军虽两次反击无效，但仍坚守南天门等处。至4月25日，第二师连续作战5昼夜，伤亡甚大，疲劳已极。敌继续以炮火轰击，终日未止。当晚，由第八十三师刘戡部接替南天门防务。第八十三师与敌激战至4月28日，直至高地全化为焦土，才放弃中央据点高地南撤。日军占领南天门。此役，日军死80人，伤236人。
冷口战斗。3月16日，日军混成第三十三旅团进攻长城东部要隘界岭口。中国守军第四军团独立第十六旅缪？流部稍事抵抗即后撤。3月21日，日军占领义院口。3月22日，日军第六师团进攻迁安西北的冷口。守军第三十二军第一三九师黄光华部奋勇抵抗。日军不支，退保肖家营子。3月24日，冷口日军分路进攻山神庙、马家沟一带。4月1日，占领义院口以南的石门寨。4月9日晚，日军第六师团主力攻击守军第一三九师第七一五团阵地，均被击退。嗣后，日军以飞机、大炮配合，猛攻守军山顶工事，同时以骑兵向守军阵地侧翼迂回。第七一五团被迫撤出前进阵地。接着，日军突破守军第一三九师第七一七团左翼阵地，占领冷口左侧高地。此时，右侧刘家口方面补充团与敌战斗激烈，请求增援。第一三九师全线向兰若院方向退却。4月11日起，日军3万人连日猛攻冷口。商震部伤亡甚重，放弃冷口，沿建昌营、迁安向滦河右岸撤退。日军侵占冷口及其附近刘家口、白羊峪。迁安失陷后，宋哲元部在喜峰口腹背受敌，奉令撤至通县以东沿运河布防。
长城抗战给骄横的日本侵略军以沉重打击。由于国民党政府坚持“攘外必先安内”的政策，长城守军得不到有力的支援，奋战两个多月，被迫撤离长城各口。日军进占长城各口后，南进密云、怀柔等地，守军第三十五军傅作义部英勇抵抗。5月12日，日军渡滦河西进，突破中国军队第五十七军何柱国、第六十七军王以哲等部阵地，先后占领河北丰润、遵化、玉田、平谷、蓟县、三河等县，直逼北平、天津。长城抗战以签订卖国的《塘沽协定》告终。
