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7月9日，蒋介石采取积极军事反击的决心已定，在迅速调兵遣将的同时，于庐山牯岭海寒寺致电宋哲元，告已调第二十六路军总指挥孙连仲部两个师、庞炳勋部及高桂滋部开赴保定、石家庄一线助战。并警告宋哲元放弃固执、幼稚的幻想，尽快从沉醉的迷梦中醒来，速到保定指挥战事，严令“守土应具必死决战之决心与积极准备之精神相应付。至谈判，尤需防其奸狡之惯技，务须不丧失丝毫主权为原则。”＇7＇同时电召正在重庆主持川康军事整理会议的军政部长何应钦速返南京，尽快着手编组军队，对中国空军实施紧急动员，准备抵抗即将到来的日军全面侵华战争。与此同时，日本军政首脑机关采取利用和扩大宋哲元与南京中央政府矛盾的政治策略及外交手段，行使挑拨离间之术，设法控制和麻痹宋哲元，将南京政府的势力排除在华北以外，促使宋哲元部放弃抵抗，以达到迅速占领华北之目的。
蒋介石透过各种军事情报网络，觉察到日本方面的阴谋，在公开声明中严正指出，任何协定都须经南京国民政府批准。面对宋哲元一直摇摆于战、和之间，置中央政府训令于不顾，顽固地寄希望于日军妥协求和的心理与做派，蒋介石甚为担忧和不满，于7月10日先后两次发出电令，恩威并施地对宋哲元指示道：“务望在此期间，从速构筑预定之国防线工事，星夜赶筑，如限完成为要。”“守土应具决死必战之决心与积极准备之精神相应付。至谈判，尤需防其奸狡之惯技，务须不丧丝毫主权为原则。吾兄忠直亮节，中所素稔。此后尚希共为国家民族前途互勉。”＇8＇
电令发出后，蒋介石于庐山召开紧急国防军事会议，制定了三项应变措施：
（一）编组第一线战斗部队100个师，预备部队80个师，于7月底前，组建好指挥大本营及各集团军、军团等一切事宜；
（二）把可供半年之需的弹药存放长江以北三分之二，长江以南三分之一。如兵工厂一旦被日军摧毁，则从法国、比利时购买军火，经香港、越南运回国内；
（三）准备后备兵员100万人，军马50万匹及半年的军粮等。
此时，南京国民政府几次电令宋哲元速赴保定相机处理战事，但宋不但置若罔闻，反而与邓哲熙等幕僚于7月11日化装打扮，悄然无声地赶到了天津。而去天津的目的，正如当时的一一O旅旅长何基沣后来所言：“不是抗战，而是求和”。＇9＇
7月12日下午7点，根据国民政府军事委员会指令，陕西、河南、湖北、安徽、江苏境内的国民党军队接到动员令，向以郑州为中心的陇海铁路与平汉线集结；山东境内的部队担任津浦铁路北段防守；在南昌的30架军用飞机立即编队飞行北上。
宋哲元一行潜往津门后，与三十八师师长兼天津市长张自忠密谋求和，这一做法得到了张氏明确支持。宋哲元心怀忐忑，试探性地与驻天津日军首领进行谈判，企图靠自己纵横捭阖之术予以“转丸”。惜宋氏与张自忠的幻想，皆与时代大势相违，结果自是一相情愿。当卢沟桥事变发生时，日本关东军和日本驻朝鲜军首脑机关，频频致电日本中央军事统帅部，强烈要求当机立断，痛下决心，以卢沟桥事变为契机，实现彻底征服中国之“雄图大业”。面对国内外局势，驻华北日军对前来求和的宋哲元采取了虚与委蛇，以等待大批援军到来的战略决策。对日军首领的阴谋，沉浸在“和谈”美梦中的宋哲元全然不觉，迷醉中于12日匆忙对外发表谈话：“此次卢沟桥事件发生，实为东亚之不幸，局部之冲突，能随时解决，尚为不幸中之大幸。……希望负责者以东亚大局为重。若只知个人利益，则国家有兴有亡，兴亡之数，殊非尽为吾人所能意料”云云。＇10＇
此番妄言传到庐山，蒋介石与奉召前来开会议政的各方人士大为不满，为防宋氏以华北军政之主的新式军阀心态，一意孤行地沉浸在“苟和”迷梦中昏睡不醒，做出有损国格、人格和民族大义的逊事。7月13日，蒋介石再次致电宋哲元，严明而又措辞强硬地指出“卢案必不能和平解决……中正已决心运用全力抗战，宁为玉碎，不为瓦全，以保持我国家与个人之人格……此次胜败，全在兄与中央共同一致，无论和战，万勿单独进行。不稍予敌方以各个击破之隙，则最后胜算必为我方所操。请兄坚持到底，处处固守，时时严防，毫无退让余地。今日对倭之事，唯能团结内部，激励军心，绝对与中央一致，勿受敌欺则胜矣。”＇11＇对此指令，宋哲元不屑一顾，来了个反其道而行之。竟下令自14日起北宁铁路正常运行，取消北平戒严，严禁二十九军与日军摩擦，并释放双方交战中被俘的数十名日军官兵。
7月15日，宋哲元针对海内外爱国志士纷纷汇寄到北平的钱款财物，通电全国，谢绝国人“捐款募军之举”，以免让日本人找到借口，妨碍“和平”大计。当天，蒋介石在日记中有：“……接明轩电，有放弃天津之意，严令禁止。岂其已允倭寇退出天津乎？可疑之至。”
7月16日，鉴于外交路线直接谈判无效，南京政府邀请英国驻华大使出面进行“调停”，但为日方所拒绝，中日关系向恶化的方向急剧发展。此时日本国内的情形是：7月11日，日首相近卫文麿觐见日皇，就中日战争形势举行了紧急会议，根据会议制定的方案，于16日派遣10万陆军向中国进发。17日，东京五相紧急会议决定，立即动员增派40万日军赴华助战。日方决心已定，中国方面即是不惜以重大牺牲为条件，来换取所谓“卢案”和平解决，亦无半点可能了。日本军队本着“军刀既已拔出，焉能不见血而入鞘”＇12＇的既定方针，加紧调集大军向平津地区急速推进，全面战争气氛在华北进一步扩大蔓延开来。
日本的强硬姿态再度给蒋介石和中国军民以极大刺激。7月16日，蒋介石邀集全国各界人士158人在庐山举行谈话会，讨论必要的“应战宣言”。该《宣言》坚决地声称：“如果战端一开，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。”
7月17日，蒋介石在庐山发表了抗战史上最为激动人心的演讲，极其干脆地提出了解决卢沟桥事变4项条件，同时以慷慨悲壮的语调提醒全国军民：“卢沟桥事件能否扩大为中日战争，全系日本政府的态度，和平希望续绝之关键，全系日本军队之行动。”积贫积弱的中华民族己经到了生死存亡的最后关头，而一旦被逼到“最后关头，只有抗战到底。我们希望和平，但不求苟安，准备应战而决不求战。我们知道全国应战以后之局势，就只有牺牲到底，无丝毫侥幸存免之理。……如果放弃尺寸土地与主权，便是中华民族的千古罪人，那时候只有拼全民族的生命，求我们最后的胜利”。＇13＇
此次关于中华民族已到了“最后关头”的讲话，标志着蒋介石既慎重又决绝的态度，确立了国民政府对日政策、战略的总方针，标志着中国政府彻底抛弃忍让、克制、退缩的政治军事策略，坚定地转入共赴国难，全力抗战，生死存亡在此一举的战略轨道。这一誓死捍卫国土，不惜身家性命与日军血战到底的战斗檄文，令全国军民为之大振。同日，国民政府紧急拨发300万发子弹与大批武器装备运往二十九军，命令孙连仲统率的第二十六军、商震第三十二军、庞炳勋第四十军及国民党中央嫡系李默庵第十师、关麟征第二十五师、刘勘第八十三师等部队立即开拨，沿平汉、津浦路北上，火速推进至保定与石家庄一线布防，协同二十九军与日军决一死战。
当这一切布置完毕，蒋介石于20日由庐山返南京，再度召集军政要员会议，商讨对日长期抗战的总战略。
在天津一直寻求与日本人谈和的宋哲元，于18日偕张自忠初次会见了新上任的日本驻屯军司令官香月清司，回归后当即对人表示：“谈得很好，和平解决已无问题。”＇14＇这个时候的宋、张二人尚不知已落入日本人的圈套，日军真正的目的是等待援军到达，一举将二十九军击溃，彻底占领、掌控冀察与平津政务。
自信摸到日本人底牌的宋哲元于19日悄悄溜回北平后，仍把蒋公介石在庐山慷慨激昂的陈词和一次次急促的电令置之脑后。宋氏像一个醉酒的猛汉，两腿打晃，在战、和之间左右摇摆，并在焚香燃烛对天神祷告、向地虎求法的苦苦寻觅中，出现了短暂的晕眩与幻觉，满脑子寄希望于日本军方因种种原因突发慈悲，手下留情，放下屠刀，立地成佛，使“事变”得以无声无火地平息。在这一错觉与虚幻迷醉下，宋哲元不顾有识之士再三提醒与竭力劝阻，置中央政府大政方针与介公的命令于不顾，擅自下令拆除部队官兵与北平民众在北平城内各通衢路口用血汗乃至生命筑起的准备巷战的防御工事，将关闭数日的各道城门全部打开，放弃一切警戒，命令各部搁置备战计划，向城外增兵的军队立即撤退，电请已火速北上的中央军孙连仲、万福麟、庞炳勋等部停止前进，将主战甚力的冯治安师与主和的赵登禹师换防，以为日军做出“求和”的榜样。按宋哲元设想的勾钳之术，在大战一触即发之际，榜样的力量是无穷的，只要中国军队做出放弃一切，任人宰割的羔羊式“榜样”，日军就会被深深感动并大发慈悲，开始以真诚和平的姿态与中国军民共同建设宏伟瑰丽的大东亚乐土。
令宋哲元没有想到的是，这个时候，日本驻朝鲜的第二十师团近万人已悄然开抵唐山、天津，并在塘沽卸下10万吨军火。日本关东军三个旅团，已相继秘密调入华北，21日抵达丰台，完成了围攻平津的军事战略部署。另外日军8个师团约16万人正日夜兼程沿不同路线向平津扑来。面对宋哲元极其反常的荒唐之举，在南京坐镇指挥的蒋介石闻讯暴跳如雷，在大呼一阵“娘希皮”之后，于盛怒中再度致电秦德纯转宋哲元：“闻三十八师阵地已撤，北平城内防御工事亦已撤除。如此，则倭寇待我北平城门通行照常后，彼必有进一步之要求，或竟一举而占我平城，思之危险万分。务望刻刻严防，步步留神，勿为所算，”＇15＇同时叮嘱宋氏一定要守住平津，并将在津期间与日军签定的秘密协议立即报告中央政府，不得自以为是，擅自隐瞒。＇16＇
7月25日，日军已完成军事部署，大规模攻击平津的战争前奏——廊坊之战打响。二十九军所部爱国将士奋起反击，敌我双方伤亡惨重。
7月26日，日军增援部队赶到，并有27架飞机前来助战轰炸。中国守军抵挡不住，撤出廊坊。蒋介石再次致电宋哲元，令其务必丢掉幻想，立即恢复一切城防戒备，死守勿失，决心大战，并拟亲至保定指挥战事。
7月27日，二十九军所部攻复廊坊，激战后不支，随之撤出，廊坊失守。
与此同时，日本军队在华北驻屯军司令官香月清司的亲自指挥下，开始对北平守军展开大规模进攻。集结在京郊南苑一带约七千余名二十九军所部将士被迫仓促上阵，与凶悍的日军展开血战。日军凭借优良武器和大批坦克战车步步紧逼，并以飞机数十架低空轮番轰炸，由晨至午，片刻不停。因宋哲元一度求和的战略指导思想，导致南苑直到大战到来的最后一刻都未能构筑坚固的防御工事，仅以简陋的营围作掩体，在敌机疯狂轰炸扫射下，营围被撕成碎片，营房变为一堆废墟，守军部队受到极大钳制而无法反击。随着通信设备被炸毁，各部队与指挥部联络断绝，指挥失灵，致使秩序大乱。战至28日拂晓，守军伤亡惨重，南苑失守，官兵奉命向北平城撤退。在大血战、大混乱、大溃退中，二十九军副军长佟麟阁、一三二师师长赵登禹及其所属三千余名官兵阵亡。
7月28日夜，宋哲元、秦德纯、冯治安以及北平城防司令张维藩等高官大员，率部仓皇南撤。＇17＇
7月29日，北平沦陷。
当日傍晚，驻守北平郊外西苑至八宝山一线的何基沣一一O旅，在掩护各部撤退完毕后，奉命向长辛店一带南撤。消息传出，北平民众悲感交集。北京大学、清华大学、北平大学、北平师范大学等一千多名高校学生，纷纷聚集起来，走出古城，悲愤交加地向这支打响卢沟桥第一枪的部队告别。
一年之前，受抗战爱国人士的影响和鼓动，在三十七师师长冯治安授意下，一一O旅旅长何基沣在西苑成立了“北平大中学生暑假军事集训队”，组织几千名大中学生进行集训。作为集训总队副总队长的何基沣和学生们相处的日子，被青年学子的爱国热情所感染，特别是那些从关外沦陷区流浪而来的东北学生，内心的悲怆与强烈的抗战爱国热情，使何基沣深为感动，几次演讲皆声泪俱下。为此，何旅长成为力促宋哲元放弃军阀割据，与南京中央政府保持一致，坚决实行抗日救国的主要将领之一。
当卢沟桥事变发生时，第二期集训队正在进行，何基沣等官兵返回部队，集训队解散，青年学生们纷纷要求上前线与官兵并肩战斗。正在妙峰山演习游击战术的学生迅速返校，同北平民众一道，积极投入到拥军抗战热潮中。群情激愤的学生们喊出了“保卫卢沟桥”、“发动华北民众，援助二十九军，抗日到底”的肺腑之音。许多大学生和社会各阶层服务人员、市民、甚至车夫走卒，纷纷自发组织起一个又一个不同形式的“劳军团”，前往卢沟桥和南苑一线慰劳英勇守土的二十九军爱国将士。另有为数众多的学生和北平民众携手并肩，奔走在七月火辣滚烫的毒日下，布满尘土的脸上淌着汗水，逐街逐巷征集麻袋，与守军官兵一道，扛沙运土，构筑防御工事。时在前线指挥作战的何基沣闻知学生们的行动，心灵受到强烈震撼，在训令中对他的部下感慨地说道：“这些青春年少的中华儿女，散发出的是何等强大、热血喷涌的澎湃激情，我们如不奋勇杀敌，何以对得起他们的一片忠胆赤诚！”