偽滿洲國建立後，進一步刺激了日本的侵略慾望，急於進入華北腹地，由於日本國力小，無法對華北發動大規模戰爭，所以決定先侵佔東北與華北之間的熱河，佔領侵佔華北的前沿陣地。
1933年1月初，日軍山海關後，於2月下旬，分三路向熱河北部、中部、南部進攻。熱河省內的大多數東北軍一觸即潰，沒有組織積極的抵抗，日軍快速推進，至3月11日，熱河全省淪陷。
萬里長城直接暴露在日軍面前。
熱河的快速淪陷激起了全國人們對國民黨“不抵抗”政策的憤怒，紛紛指責國民黨抗戰不力，張學良二次“戴帽”，終於被“摘牌”，辭職出洋考察……
但是日軍並不給中國人發表民族情緒的時間，馬不停蹄的衝向長城沿線的重要關口。
長城抗戰爆發。
長城自西向東蜿蜒於河北北部邊境，直接面向熱河。長城高大雄偉、地勢險要，是阻擋日軍南下的一道天然屏障，長城沿線的關口歷來是兵家必爭之地，從西向東依次有古北口、喜峰口、冷口、義院口、界嶺口、山海關。日軍要佔領熱河，並進入華北，必須佔領長城，否則，中國軍隊隨時都會從長城出發，進攻熱河日軍，或者對進入華北日軍形成包圍之勢。
日軍進攻熱河前，就攻佔了長城最東邊的山海關，取得了進入華北的咽喉之地。但其它關口仍然掌握在中國軍隊手中。日軍進攻熱河時，國民黨為了緩和全國人們對“不抵抗”政策的反對浪潮，從全國其它地區調集了第17軍、第29軍、第32軍增援河北，在長城以內的河北各地構築陣地，準備阻擋日軍。由於日軍推進過快，增援部隊被臨時調往長城一線，第17軍、第29軍、第32軍分別增援古北口、喜峰口、冷口。而義院口和界嶺口兩處關口只有東北軍一個師防守，兵力單薄，被日軍輕鬆擊潰。中日兩軍主要在古北口、喜峰口、冷口等關口激戰。
長城抗戰首先在冷口打響。
3月4日，日軍混成第14旅團佔領冷口，在灤河兩岸構築工事的第32軍奉命反擊，於3月7日收復冷口。此後中、日兩軍在冷口多次交手，互有勝負，形成僵局，雙方相持達一個月之久。
中日軍隊在冷口激戰時，在冷口以西的喜峰口和古北口，中日兩軍展開了血戰。
守衛喜峰口的東北軍萬福麟部一觸即潰，第29軍（軍長宋哲元）先頭部隊37師109旅（旅長趙登禹）趕到後，連忙衝向一線陣地，穩住了陣線。
接下來兩天，第29軍與日軍在喜峰口一帶展開了血戰。由於第29軍武器裝備落後，與火力猛烈的日軍直接對陣傷亡非常大。第29軍改變方式，將部隊派出到陣地前方的山林，隱藏在日軍必經之路的茅草和轉角處，等日軍經過時，蜂擁而上，與日軍直接短兵相接，用手中的大刀砍殺日軍。由於第29軍有尚武傳統，士兵勇猛有力，大刀更是必備武器，在這種近身肉搏戰中，以武士道著稱的日軍士兵紛紛被砍死砍傷。
日軍在喜峰口正面佈置了大量部隊，連日猛攻中國守軍陣地。為擺脫被動局面，宋哲元決定夜襲敵人。11日晚，兩支夜襲隊伍繞到日軍後方，襲擊日軍宿營地和炮兵陣地。夜襲隊員每人一把大刀，衝入日軍營房後，左劈右砍。日軍在夢中就紛紛斃命，頭顱像西瓜一樣滾落。
第29軍這一戰，砍死砍傷1000 多日軍，拔除日軍10多個據點，摧毀一個指揮所和炮兵陣地，繳獲多份作戰地圖。被第29軍大刀隊砍死的日軍要麼頭顱滾落，要麼四肢不全，令日軍膽戰心驚。
此後，日軍一直不敢進攻第29軍正面陣地，而繞至第29軍後面，襲擊第29軍後方交通要地羅文裕。但又被第29軍暫編第2師擋住，該師白天抗擊日軍，晚上也學喜峰口守軍，組織大刀隊夜襲日軍兵營，正面部隊也同時出擊，將日軍逼退10多公里。
日軍在喜峰口和羅文裕受挫後，又向喜峰口以西的陣地發動了多次進攻，但都被守軍擊退。此後日軍一直不管進攻喜峰口周圍陣地，雙方形成對峙。
第29軍與日軍在喜峰口血戰的同時，第17軍（軍長徐庭瑤）與日軍在古北口、南天門一帶也展開了血戰。
日軍第16旅團於3月9日到達古北口，守軍107師和112師（都是東北軍）都被擊潰。增援的第17軍先頭部隊25師（師長關麟徵，香港影星關之琳的爺爺）及時趕到，穩住了陣地。
此後3天，日軍以猛烈的炮火和人海戰術猛攻古北口，第25師頑強抗擊，毫無懼色，兩軍多次肉搏，日軍多次攻進25師陣地，但又被趕出。
交戰中第25師師長負傷，一個團長陣亡，基層連、排長傷亡眾多，士兵共傷亡4000餘人，幾乎失去作戰能力，被迫後放棄古北口，撤往南天門陣地。25師因傷亡慘重而後撤休整，第17軍第2師接替南天門陣地。
日軍雖然攻佔了古北口，但傷亡也達2000餘人，無力繼續發動進攻，只得等待援軍到達。兩軍前線陣地暫時沒有戰事。
日軍在喜峰口和南天門都無法攻克守軍陣地，重新進攻東部的冷口。
4月9日，冷口日軍得到增援補充後向正面守軍發動猛攻，此時第32軍在冷口已堅守一個多月，兵力、物資消耗巨大，一直沒有任何補充。4月11日，陣地被日軍突破，32軍撤退全部到灤河西岸，沿灤河佈防。日軍跟蹤追擊到灤河東岸的建昌營遷安地區，終於進入長城以內。
日軍進佔建昌營和遷安後，中國軍隊側背受到嚴重威脅，為避免腹背受敵，原在灤河以東長城沿線的中國軍隊第29軍、第32軍、第57軍、第53軍全部撤到灤河以西，沿河佈防。
日軍攻佔長城東部沿線關口後，立即集結兵力，進攻西部的南天門。
4月21日，日軍經過充分準備後，向南天門一帶陣地猛攻。守衛南天門的第2師與日軍血戰5晝夜，由於傷亡太大，於25日夜間撤往後方休整，陣地由83師接替。83師頑強抵抗了3天，以血肉之軀擋住日軍進攻。由於陣地被毀，作戰失去依託，83師於28日放棄南天門陣地，退往後方600米的預備陣地。
日軍由於人員、彈藥消耗太大，無力繼續進攻，停止了進攻，戰場又一次平靜下來。
5月10日，日軍經過補充後，再一次大舉進攻南天門後方陣地。
第17軍在前面的古北口、南天門戰鬥中，三個師損失非常大，已經殘破不堪，參戰以來一直沒有任何補充。徐庭瑤集中全軍兵力，拼死抵抗，與日軍苦戰5個晝夜，終因寡不敵眾而全線撤退。
（5月）14日，第17軍撤往密雲，日軍跟蹤而至，第17軍無力抵抗，繼續後撤，日軍於15日進入密雲縣城。而後迅速推進，直逼北平近郊。
日軍在南天門得手後，在灤河也發動進攻。5月中旬，日軍渡過灤河，從第29軍和第67軍的接合部插入，動搖了灤河以西守軍防線。守軍紛紛後撤，唯有第29軍單獨與日軍戰鬥了幾天，後因寡不敵眾被迫後撤。16日，日軍佔據灤河以西的豐潤、遵化，從西面逼近北平。
此時，中國軍隊在長城一線已經堅持了3個月之久，人員、彈藥消耗巨大，已經無力抵擋日軍進攻。何應欽曾多次要求蔣介石增派援軍，但蔣介石沒向華北增派任何軍隊，也沒補充任何物資彈藥。
在蔣介石這種“攘外必先安內”的政策下，中日雙方於5月31日簽訂了《塘沽協定》。
《塘沽協定》出賣了中國大量主權，中國默認了日本佔領熱河的合法性，承認冀東（河北東部）為“非武裝區”，中國不能在那裡駐紮軍隊，實際上也默認了日軍對冀東的佔領。
中國一失東北，二失上海，再失熱河、冀東……中華民族的自尊心受到嚴重的傷害。
5個月後的10月，在第五屆全國運動會閉幕式上，來自東北的短跑飛人劉長春上發表了有名的《告別書》“諸位有家回去，我們隨地漂流。熱烈希望下屆運動會在瀋陽舉行，恢復東北山河顏色。”
全場中國人聲淚俱下，齊呼“收復東北！還我河山！”
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