就在二十九军高层还心存幻想的几天时间内，日军连连出击，不断将战事扩大。
直到7月26日。
天驻屯军司令津香月清司中将，向二十九军高层提出最后通牒，限期撤退北平的二十九军部队。
二十九军高层和谈幻想破灭。当即终止谈判，并坚决拒绝香月清司的最后通牒。命令二十九军各部坚决抵抗。
27日日军进攻通县，又袭击高丽营，昌平、汤山、沙河等地，二十九军高层发表守土抗敌的通电，表示我守土有责，不得不正当防御。
7月28日拂晓，香月清司率日军铃木混成旅团，河边正三旅团和机械化旅团，自北苑，西苑，南苑一齐对北平城发起总攻击，二十九军措手不及，损失惨重，伤亡五千余人。
7月29日北平失守，第二十九军撤退。
二十九军硬生生被日本方面用和谈假象欺骗了大半个月，让二十九军失去了一开始的军力优势，最后日军只用短短几天时间，就攻下了北平城！
北平沦陷，天津同样也如此。
7月12日，日军开始占领天津铁路沿线。
14日驻屯军与华夏军队在落垈站发生冲突，17日占天津西站。
23日占塘沽海河北岸。
26日占落垈，杨村，豆张庄车站及北仓地区，税警部队等地方武装不战而降，当了伪军。
至此，天津大部铁路被占领，后日军占廊坊，平津通讯断绝。