香月清司向宋哲元發出最後通牒，限29軍千27日正午以前將盧溝橋和八寶山附近第37師撤至長辛店，並把北平城內的第37師所部全部撒出城外，然後陸續退往保定，「如果不實行，則認為貴軍未具誠意，而不得不採取獨自行動以謀應付。(/)」
香月此時是欺負宋哲元過了頭，仍以為宋哲元一嚇唬就會往回縮，因而提出了這個荒唐可笑的要求。當時，按照日軍要求，簡直是要華夏軍隊拱手讓出北平。宋哲元當然不會再吃這一套。
香月左等右等不見華夏軍答覆，料知訛詐再難奏效，遂不待華夏答覆，便於7月27日凌晨3時向通縣發動總攻。雙方激戰至午，華夏軍隊力戰不支，開始突圍撤退。
同日晨5時，日軍又何團河圍攻，並出動飛機18架配合作戰，華夏守軍傷亡逾千人。
蔣光頭在南京得知華北大規模的戰事後，當日電令宋部，「應固守北
平、保定，宛平各城為基礎，切勿使之疏失，保定防務應有確實部隊負責固守。」宋哲元當日召集軍政要員會議，會後通電全國，決心誓死守土。同時又通令29軍各部奮勇抵抗，指示北上的第835章結，策應天津，第835章的槍聲像節日的鞭炮，大炮的隆隆聲使南苑兵營的地面都顫抖起來。
學兵、士兵，年輕的軍官們都抱著槍坐在營房中等待出發增援團河的命令。可是，命令遲遲不下，因為不准主動出擊的命令仍然有效。
這時候趙登禹師長已經到了南苑，正在和佟麟閣及騎兵師長鄭大章、軍事訓練團教育長張壽齡等人交換情況。團河槍聲一響，將軍們就都走出了指揮部，站到門前的走廊上向東南方向眺望。
首先是趙登禹將軍估計到，這可能是其部下兩個團的官兵與敵遭遇。聽密集的槍炮聲，看到沿著地平線一片如長蛇狀的火光，將軍明白，這戰事極為激烈，日軍的火力很強，用了重兵。
可是，將軍們怎麼也難估計到，趙部北上的軍情已經被漢奸潘毓桂等人出賣給日本人，怎麼也難估計到，日軍主力兵團，川岸文治郎的二十師團已經突然出現在團河附近。所以，將軍們認為趙部兩個團北上途中，與敵某部不期而遇，發生遭遇戰。()縱觀全局，命令：（兩個團）突破日軍防線到南苑集中。可想趙部這兩個團被打得如何殘破！衝到南南苑守軍無法支援趙部還有另外一個原因，那就是實無恰當兵力可調。南苑兵營自建營之始，即是一個訓練場地，並非準備以此為戰場。其兵力有：二十九軍軍部各處機關及直屬炮步兵各營，現在正處向北平城內中南海撤退過程中。
特務旅所屬的兩個團，旅長孫玉田；軍官教導團，團長由佟麟閣副軍長兼任；騎兵第835章。第835章的炮彈大都落在學兵們的陣地上。
佟麟閣已經回到指揮部，炸彈和炮彈的爆炸震動得鐵皮指揮部不斷抖動。
佟麟閣從瞭望口向陣地瞭望，轟轟轟天崩地裂的爆炸在學兵陣地始終不停，其他陣地幾乎沒有受到什麼壓力。他心裡納悶兒，日軍好像把卦算準了一樣，已經知道這營區東南角的學兵陣地是一批學生，戰鬥力最薄弱？
其不知道，軍事情報早日軍飛機轟炸、大炮轟擊以後，學兵陣地已經殘破，傷亡慘重，塹壕之內，倒下大片學兵屍體，血流成渠。就在此時，日軍的坦克和步兵出現在高粱地前，距學兵陣地已不足200米遠。
學兵隊長大呼：「射擊！」活著的學兵們馬上爬到塹壕前沿開始齊射，密集的槍彈馬上擊倒一片日兵。日本兵從來看不起華夏軍隊，再加上他們知道對手不過是一些中學生，就更加大膽放肆。沒有想到這一陣密集的槍彈，使衝在前面的士兵都倒了下去，他們開始小心，向坦克靠攏，以坦克為掩體謹慎前進。但不見這些學生的槍聲減弱，身旁的士兵不斷地倒下。他們漸漸失去奪取陣地的勇氣。他們開始撤退和逃跑。
衝在最前面的第835章的步兵在坦克的掩護下出現在學兵們的陣地前。炮火剛停，學兵們從戰友的屍體下爬起來，身上淌流著血渠中沾來的血流，準備趴到壕邊向進攻的敵人射擊。這時，背後食堂的房頂上的機槍向他們掃射起來，馬上把他們壓制了下去。
原來日軍在飛機轟炸的同時也運來了十幾名傘兵，一面投彈一面把抱著機槍的傘兵投到食堂附近。()食堂有飲事兵七八個人，他們在蒸饅頭，給戰鬥人員準備早餐，第一鍋饅頭已經下了屜，食堂裡瀰漫著團團的白色的水蒸氣，一個新兵在用木戳蘸著紅墨水向每個饅頭上印著「不忘國恥」、「小日本」等字，端著機槍的日本兵衝了進來，這個新兵抬頭一看，大驚，抄起菜學兵陣地的火力，被食堂制高點上的機槍壓制下來，面前的日兵已經衝近了。
「上刺刀，準備衝鋒，殲敵於陣地前。」傳來了命令。
學兵們卡喳卡喳地上了刺刀，機槍停的時候，日軍的坦克和步兵已經衝到了塹壕的邊緣，學兵們端著刺刀衝出了塹壕，和日兵展開了血肉廝殺，只聽到塹壕前卡卡卡的刺刀撞擊聲，和呀——啊——刺刀刺中對手聲，繼之聲音混亂成一片，兩隊敵對的軍人拚殺在一起，扭打在一起，一個個噴著鮮血倒下。片刻，活著的兵已經是在屍體或傷兵的身上踩來踩去，血紅的眼睛瞪著對方的刺刀尖，刺刀尖或是閃著令人膽寒的光，或是沾滿鮮血。
學兵們這時候明顯地顯出了弱點，華夏軍人的拼刺技術遠不如日軍，再加上學兵們尚未受過系統全面的訓練，又無臨戰經驗，而這批關東軍都是受過嚴格訓練，甚至用活人訓練過的老兵。
日兵端起刺刀就顯出了他們訓練有素。刺刀尖緊*著對方的眼睛，威懾著對方的心魄。相比之下，學兵們顯得稚嫩，刺刀尖定向不准，還輕微晃動，一看就是個新手。一片一片的士兵倒下以後，膠著的廝殺線，漸漸向塹壕方向移動，學兵們漸漸向後退卻，漸漸顯得捉襟見肘，左右不支。學兵們漸漸退到了塹壕的邊緣，又漸漸退出了塹壕，已經退到塹壕內側四五十米……退路上，都是用鮮血鋪了大地。
佟麟閣將軍在他的鐵皮指揮部裡。他瞭望到了所發生的一切。日軍利用傘軍佔領食堂的房頂，這是他難以預料的，因為他領導的軍隊還沒有與傘兵作過戰。用迫擊炮或較強的機槍火力可以壓制食堂房頂上的日軍機槍，可是他不掌握這樣的火力。佟將軍用電話向總指揮趙登禹報告情況，怎麼也搖不通電話，估計可能是電話線被炸斷。此刻，學兵的陣線退到塹壕以內，力量漸漸不支。顧不得那些傘兵了！
佟將軍命令：「用預備隊！」
參謀問：「所有的預備隊？」
佟回答：「所有的，所有的都上去！」
所有的預備隊都上去，這意味著拚死一戰，最後一戰，下一步如何，很難想像。
學兵的預備隊得到了命令，衝出了掩體，端著刺刀啊哪啊地衝了上來。日軍經過鏖戰的消耗也成強弓之末。學兵們新生力量到來，實力大增，日軍漸漸後退並有些士兵倉皇逃跑。日軍吹號收兵，那些端著刺刀的日兵退後三步，上起槍刺，有禮貌地向對手鞠了45°左右的躬，表示對學兵學兵們退回陣地，跌入塹壕，大口喘著粗氣，有的趴著，恨不得把五臟六腹都吐出來。喘息片刻，蜿蜒漫長的塹壕頂端，士兵們騷動起來，士兵們忽然跳出塹壕紛紛向後奔去。這種騷動像點燃的導火索一樣，迅速地發展過來，士兵們沿著塹壕傳遞命令：「撤退，向寨內轉移！」
這種傳達命令的方法也很奇怪，不是按照指揮系統傳達，而是像義務勞動時，一長行人向工地傳遞磚頭。士兵紛紛躍出陣地而後撤，無人掩護，無人指揮，秩序大亂。再加上大*場中間的演武廳和食堂被日軍控制，機槍子彈嘩嘩嘩地掃了過來。士兵們又慌張向北逃跑，戰線全線崩潰。
佟麟閣將軍在他的鐵皮指揮部裡，看到發生的情況，大驚。電問前沿，已無人接電話，又馬上和總指揮部聯繫，電話總是斷線的嗡嗡聲，事已急矣，將軍命令通訊參謀馬上跑步到總指揮部。參謀去了，過了半天又氣喘吁吁跑了回來，報告說，軍部已經下了放棄南苑向北平城裡撤退的命令。喘了好幾口氣，以後又說，總指揮在11點以前已經走了。
總指揮倒底是應該在全軍撤完再走，還是下達了命令即可走，這很難評說，也許是因軍情緊急，須即去軍司令部商議重新安排總攻計劃？趙登禹已將負責撤退任務交給了副總指揮第九騎兵師長鄭大章。前面提到，在南苑有鄭大章騎兵師的一個團。可是戰事伊始，日軍就用大炮猛轟馬棚——這也是漢奸提供的消息。
馬棚附近馬上天崩地裂，馬的屍體和著泥土、草料飛上天空，繼而是熊熊大火。只有若干匹掙脫韁繩的馬四散逃去，待炮火停息下來之時，這些駿馬如脫牢籠，跑到水草豐美的地方吃草去了。在這槍林彈雨之中，這些寶駒很難收回。騎兵沒有了馬，行動起來不如豬。鄭大章失去了自己可以直接控制的兵力，已經非常沮喪，再加上其天性精明而膽魄不全，這時有些亂了陣腳，像這樣沿著塹壕傳達命令的辦法，行嗎？
佟麟閣還想詳細瞭解情況，又與鄭大章副總指揮聯繫，恰巧電話通了，鄭副總指揮證實了下達撤退的命令，下面的話就有些不連貫了。佟麟閣手拿著電話話筒，這個從來不發脾氣的人發起了脾氣：「彩庭（鄭大章字）你這樣就不對了！」這時候，不是爭論和爭吵的時候，佟麟閣放下電話，他馬上考慮的事，是如何組織撤退。
日軍在組織上次衝鋒以後，忽然平靜下來，再沒有了聲息。他們已經知道守軍已經亂兵撤退。川岸師團從潘毓桂處得到二十九軍軍司令部下達了南苑撤退的命令。現在再用重兵去佔領南苑兵營已經沒有多大價值，目前最重過午，因撤兵命令傳達遲緩，南苑守軍還在撤退，也有不願撤退者，均躲入掩體或頑強抵抗。留下的人數，大約有總人數的四分之一，日軍還是派出了一定的兵力，謹慎地進入南苑兵營，他們知道暗處尚隱藏著大量的華夏士兵，他們沒敢搜索，只是與正面抵抗的華夏士兵展開了槍戰。
因為眾寡過於懸殊，華夏士兵漸漸向東寨牆附近撤去，下午3時左右，撤到東寨牆邊的華夏士兵只剩下30餘人。日軍重兵將他們圍住，30名士兵端著刺刀靠於寨牆上，日兵沒有敢過來的，指揮官只好命令開槍，步槍機槍齊射，硝煙過後，30個血肉模糊的人陸續倒下，東寨牆上印下了30個血的人形。
若干天後，不知何人，趁夜將這30名壯士的遺體偷偷地埋了，埋到何處也不知道。
7月28日傍黑，日軍已經佔領南苑，他們在四處部署了很多哨兵。藏在掩體中的華夏士兵很不客氣地襲擊了他們。根據老兵的經驗，趁夜必須撤出南苑，而且不能北撤北平，要南撤保定。這些隱避起來的士兵，趁著黑夜陸續踏上了經固安、雄縣去保定的路，其中包括學生軍訓團三個大隊中的第二、第三大隊的部分學兵，在南苑戰役中，這些熱血青年，陣亡了約800餘人，佔全團人數的一半以上。