七七事變後的華北局勢驟然緊張，雖然日本華北駐屯軍、與我北平守軍西北軍宋哲元29軍發生了大規模軍事衝突，但是由於當時宋哲元對日本的侵略抱有幻想，還希望能夠保住西北軍在華北地區的地盤，所以混戰兩天後倉促撤退，北平淪陷。
當時中日雙方都在試探對方的決心，初期國民政府還是寄希望於和談妥協來解決平津問題，日本方面初期的企圖也是不準備將戰爭全面擴大，而是準備設立軍事緩衝區，之後再推動華北自治，用武力控制住綏遠、察哈爾、華北等地區，扶植傀儡偽政權，通過這個方法逐步蠶食中國北方。
南京的國民政府看到日本的野心，如果此時中央政府還不介入華北局勢，那麼華北將成為第二個東北。於是國民政府開始調兵前往華北，阻止日軍南下的企圖，絕不允許華北自治。
宋哲元西北軍29軍從北平撤退後到達任丘地區整頓，此時我國在華北的兵力極度空虛，8月開始，國軍各部就開始向華北進發，首要目標就是扼守住平漢、津浦線。
中日雙方重兵集結華北
8月初，孫連仲率領陝軍第二十六路軍到達河北涿縣駐防；關麟徵率中央軍嫡系52軍進駐高陽一帶；衛立煌、湯恩伯率中央軍嫡系13、14軍也陸續到達北平外圍。其餘各部也陸續向華北進發。
守衛平漢線的有三個集團軍，分別是第2、14、20集團軍，第二集團軍，由劉歭指揮，下轄52軍、26路軍、42軍、第3軍等部；衛立煌第十四集團軍，下轄第9、14、17、19軍。商震指揮的第二十集團軍，該部由晉綏軍雜牌編成，戰鬥力較低，下轄第32軍、獨立46旅、獨立14旅等部，該部主要是留守後方。
駐防津浦線的為由西北軍29軍為基礎擴編而來的第一集團軍，由馮玉祥指揮，下轄第40軍、59軍、53軍、77軍、49軍、67軍等部。
而閻錫山將晉綏軍主力加上中央軍13軍編為第6、7集團軍，其中傅作義率領第7集團軍集結在北平的西北地帶，駐防平綏線，阻擊日軍西進。由陝北紅軍改編的第18集團軍在朱德總司令的指揮下也向山西北部開進，與友軍協防山西。
8月初，日軍方面也開始動作頻頻，日軍從關東軍抽調兵力組建「察哈爾派遣兵團」，以東條英機為司令長官，下轄酒井鎬次第一混成旅團；本多政財第二混成旅團（原第一師團主力部隊）；鈴木重康第十一混成旅團；筱原誠一第十五混成旅團（原第二師團主力部隊）；外加一個第二飛行團。
平津地區的華北方面軍，下轄第1、2軍，在中國軍隊集結華北的同時，日本從本土陸續調集第6、10、16師團等部編入華北方面軍，到8月底，第1軍下轄第6、第14、第20師團；第二軍下轄第4、第16、第108師團。方面軍還直轄板垣徵四郎第5師團，109師團等。（華北開戰初期，部分師團並未參戰，都還在從本土趕往華北的路途中，比如第10、14、16師團等）
南口！南口！
1937年8月12日，日軍第5師團與鈴木重康第十一混成旅團在察哈爾派遣兵團主力的配合下，對傅作義第7集團軍的東、北兩面同時發起進攻，重點進攻方向是張家口與南口。
我們來看南口與張家口的位置，出了南口向南就是北平、而出了張家口就到了塞外，自古以來，這一段路就是交通要衝，「天下九塞」之一的居庸關就是位於這一段路，所以南口與張家口就好像是華北通向塞外的兩道門。華北日軍只有控制了這兩道門才能向西擴展。
我方駐守南口的是第7集團軍13軍湯恩伯部，這是中央軍嫡系部隊，也是華北地區為數不多的裝備較好、人員編制較為齊全的部隊。13軍下轄第4、89師，滿編人數有兩萬八千餘人，傅作義把最精銳的部隊放在了南口，可見其位置的重要性。
在南口後方布防的是高桂滋第17軍以及晉綏軍72師，各部沿八達嶺長城展開，構築防線。
日軍方面，先是以第11混成旅團一部佯攻得勝口，旅團主力則向南口進攻，日軍在飛機、大炮的掩護下向南口鎮猛攻，激戰兩日後，日軍攻佔了南口鎮，13軍89師撤到後放山區中布防。第11旅團在連續經過數日後收效甚微。
策應南口
8月16日，日軍第五師團增援南口，這一下南口的守軍面臨巨大的壓力，於是蔣介石命令衛立煌率李默庵第14軍三個主力師由河北出發，側擊南口的日軍，緩解13軍的壓力。而且南京方面還指示，駐守平漢、津浦兩地的軍隊可以找準時機向平津地區的日軍發起反擊。
此時確實是反攻的好機會，因為此時日軍重點進攻方向在南口，而且此時的日本華北方面軍的兵力是相對空虛的，再加上第6師團一部都抽調到了淞滬戰場，而第10、14等師團還在趕往華北的路上。此時中國在平漢、津浦兩地有三個集團軍，人數超過二十萬，對比日軍有絕對的優勢。
日本防守平津的主力是第20師團以及第6師團第36旅團，但是這個機會和可惜錯過了，首先是平漢線的第二集團軍才從各地抽調過來，還不能有效的統一指揮。而津浦線的第1集團軍雖然是一個派系的，但是該部某些將領保留著舊軍閥的作風，只想著如何保住自己地盤，幻想與日軍和談。雖然有馮玉祥坐鎮指揮，但是他已經脫離軍隊多年，根本指揮不動這些曾經的西北軍老部下。
雖然大規模反擊的計劃泡湯了，津浦線軍隊不行動，但是平漢線的孫連仲26路軍、李默庵14軍還是積極北上，策應南口戰場，在北京外圍與20師團、第6師團一部展開激戰。
撤退
第5師團見南口久攻不下，於是繞道南口左側，企圖側翼迂迴突破我軍陣線，以坂田支隊向橫嶺城一帶進攻、以42聯隊向鎮邊城方向經過。此前湯恩伯已經命令第4師一部到達橫嶺城駐防，之後河北地方部隊朱懷冰94師前來增援，所以日軍久久不能突破。
但在更遠處的42聯隊卻順利攻佔了鎮邊城外圍的1390高地，日軍第五師團主力隨即往鎮邊城方向突破，與此同時第11混成旅團也突進至居庸關，與89師展開激戰。
8月20日，更壞的消息傳來，日軍察哈爾兵團南下進攻張家口，此時的傅作義第7集團軍腹背受敵，而衛立煌第14集團軍被華北日軍死死地擋在北平外圍，無法接應南口守軍，閻錫山的第6集團軍不敢全部增援平綏線第7集團軍，害怕自己的老本要是全丟在察哈爾了，到時候沒部隊來保衛自己的山西了。
8月23日，日軍第5師團突破了鎮邊城72師防線，居庸關守軍有被包抄的危險，8月5日，日軍猛攻橫嶺城和居庸關。中、日兩軍在這兩點上展開激戰。當日15時，日軍坦克衝入居庸關。守軍雖傷亡慘重，但日軍依舊不能突破。
但是第5師團主力開始向懷來迂迴，企圖切斷居庸關守軍退路，湯恩伯下令，居庸關守軍立即突圍。
8月27日，戰鬥全部結束，日軍攻佔了張家口、南口，完成了戰役目標，但是此戰日軍也付出了沉重的代價，傷亡萬餘人，中國軍隊傷亡三萬餘人。
結語：雖然南口戰役最終是我軍戰敗，但從日後來看，這次戰役已經雙打得非常不錯了，戰士們浴血疆場，挫敗了日軍三個月滅亡中國的狂妄計劃。由於這場戰役開打的同時，上海8.13事變爆發，淞滬會戰打響，全國的焦點都集中在了上海，所以南口戰役的關注度也就較低，但是在南口為國捐軀的將士們仍難然值得歌頌。