制造事端
1937年7月7日夜（一说为19時30分），驻丰台日军河边旅团第一联队第三大队第八中队，由中队长清水节郎率领，在卢沟桥以北地区举行以攻取卢沟桥为假想目标的军事演习；11時许，日军诡称演习時一士兵离队失踪，要求进城搜查。在遭到中国驻军第二十九军第三十七师二一九团团长吉星文的严词拒绝后，日军迅即包围宛平县城；翌晨2時，第二十九军副军长兼北平市长秦德纯为防止事态扩大，经与日方商定，双方派员前往调查。事态扩大
日本北平特务機关长松井根据未经核实的丰台日军的报告向华北当局交涉時，丰台日本驻屯军一木清直大队长已经向联队长牟田口廉也报告，并得到批准，命令丰台日军“立即出动”开赴卢沟桥。
7月8日，大队日军出现在卢沟桥，协助守卫桥头的第29军37师219团3营预备队十连排长沈忠明，跳出堑壕，站在掩体前伸出右手，制止日军进入警戒线。日军扬言搜寻失踪士兵，强行上前并开枪，沈忠明中弹当场牺牲；晨4時50分，日军向宛平县城猛烈攻击，并强占宛平东北沙岗，打响攻城第一枪，中国守军忍无可忍，奋起还击，日军在同一天内，连续进攻宛平城三次，并向平汉铁路桥及左侧的回龙庙阵地中国守军连连猛攻。中国守军110旅旅长何基沣发出誓死“与桥共存亡”的命令，并亲临前线指挥战斗。中国守军与日军浴血搏斗，没有子弹，抡起大刀，与日军展开肉搏战，两个排80余位中国守军，最后全部战死在桥头阵地；当天，北平当局令驻军坚守卢沟桥，宋哲元致电蒋介石，报告卢沟桥事变真相；同日，国民政府外交部为卢沟桥事变向日本大使提出口头抗议；同日，中共中央发布通电号召全中国军民团结起来，抵抗日本的侵略；同日，日本内阁会议提出所谓“事件不扩大，就地解决”的方针，欺骗世界舆论，麻痹国民党当局，争取時间调集部队。
卢沟桥事变发生后，第29军的将领秦德纯、冯治安、张自忠等召开紧急会议，会后发表声明：“彼方要求须我军撤出卢沟桥城外，方免事态扩大，但我方以国家领土主权所关，未便轻易放弃，倘彼一再压迫，为正当防卫计，当不得不竭力周旋。”同時，第29军向防卫卢沟桥部队发出命令：“卢沟桥即为尔等坟墓，应与桥共存亡，不得后退。”旅长何基沣根据军部命令又向守桥部队下达三条命令：一、不同意日军进城；二、日军武力侵犯则坚决回击；三、守土有责，绝不退让，放弃阵地，军法从事。停战谈判
7月9日，第29军全歼日军一个中队，收复铁路桥和龙王庙，卢沟桥战场上出现暂時的沉寂。日军诡称“失踪日兵业已归队，一场误会希望和平解决”。北平、天津两地中日双方代表进行谈判。北平当局与日军达成协议：（1）双方立即停止射击；（2）日军撤退至永定河左岸，中国军队撤至右岸；（3）卢沟桥守备由河北保安队石友三部担任。翌日，中国军队撤退，日军不仅不履行诺言，反而大批调兵向中国军队进攻；7月10日，各方报告，日军已由天津、古北口、榆关等处陆续开到，且有大炮、坦克等向卢沟桥前进，已将大井村五里店等处占领，战事即将再发。
7月11日，日本内阁决定，从关东军、朝鲜军和日本国内派遣7个师到华北；当天，平津当局与日军达成现地协定：（1）第二十九军代表声明向日军表示道歉，并惩办此次事变责任者；（2）取缔共产党、蓝衣社及其他抗日团体的抗日活动；（3）永定河以东不驻中国军队。同時，日军“以武清、丰台、宛平、昌平为第一线侵略出发點”，对北平城进行全面包围，并不断向四郊增兵进占。战事再发
7月11日起，日军時以大炮轰击宛平城及其附近一带，城内居民伤亡众多，团长吉星文负伤，于是将城内居民向城外比较安全地带疏散。战事由此扩大到八宝山、长辛店、廊坊、杨村等处，第29军各部分散于各处应敌。日军出动飞機在各处侦察扫射，战事時断時续。
7月13日，毛泽东在延安号召“每一个共产党员与抗日的革命者，应准备随時出动到抗日的最前线”；7月15日，中共代表将《中国共产党为公布国共合作宣言》交给蒋介石。中共代表提议，以此《宣言》作为两党合作的政治基础，并由国民党公开发表。周恩来、秦邦宪、林伯渠在庐山与蒋介石、邵力子、张冲继续谈判。蒋介石宣布承认陕甘宁边区，但在红军改编方面尚有分歧。
7月16日，东京五相会议，决议动员侵华日军40万人，确定迅速灭亡整个中国的政策；7月17日，日军百余人分别抵达顺义、昌平，并在昌平城上构筑防御工事；7月18日，日军由长城各口侵入昌平、通州等伪边区各县，昌平小汤山一带的日本便衣队活动猖獗，中国军队处于严防戒备中；7月20日，国民党军政部获悉日军企图先占领位于平西地区的蓝靛厂、万寿山、八里庄、西苑等地，然后切断平绥路，控扼北平至昌平一线。
7月21日，日军撕毁协议，炮击宛平县城及长辛店驻军；7月25日晚，日军以修理电话为借口，与三十八师在廊坊驻军第113旅刘振三部发生激烈冲突，同時在大沽附近对38师一一二旅黄维纲之张宗衡团进行挑衅；7月26日，三十余辆汽车满载日兵，企图从北平广安门外冲向城内，经奋勇抵抗，日军未能得逞。
7月27日，日军向大兴、南苑、丰台等地展开全线进犯，此時日方除继续施加军事压力外，并发出最后通牒，限第37师于28日午前撤出北平。宋哲元立即将通牒退回，予以拒绝，并将情况报告南京政府。与此同時，设立北平城防司令部，以张维藩为城防司令，准备固守北平。又于当晚派人远赴保定，催促孙连仲、万福麟等部，北上协同作战。北平沦陷
7月28日，在飞機、大炮的支援下，日本侵略者向驻守在北平四郊的南苑、北苑、西苑的中国第29军发起猛烈攻击。在5个多小時的战斗中，中国守军伤亡2000余人，第29军副军长佟麟阁、第132师师长赵登禹壮烈殉国，北平沦陷。后续发展
8月中旬，中共代表周恩来、朱德、叶剑英同蒋介石等就发表中共宣言和改编红军问题，在南京举行第五次谈判，将陕北的中央红军改编为国民革命军第八路军（简称八路军）；8月，中共中央在陕北洛川召开政治局扩大会议，通过《抗日救国十大纲领》，提出争取抗战胜利的全面抗战路线；8月25日，中共中央军委发布命令，中央红军改编为八路军，任命朱德、彭德怀为正、副总指挥，开赴华北抗日前线；9月22日，国民党中央通讯社发表《中共中央为公布国共合作宣言》；9月23日，蒋介石发表谈话，承认共产党的合法地位，抗日民族统一战线正式形成，第二次国共合作开始。
