1933年3月4日，日军第8师团占领承德后以第16旅团向滦平方向挺进，师团主力在飞行队支援下全力向黄土梁及其以西地区进攻。

为阻敌西进，北平军分会乃令驻古北口一带的第107师北上，在青石梁一带占领阵地，掩护后方部队集中。3月7日，令第112师及附属炮兵营归67军军长王以哲指挥，向古北口推进；并令第25师向密云集中，骑兵第三师从沙河向白马关推进，第2师黄杰部向通县集中。

当第107师北进之时，因热河军溃败过快而致青石梁失守，该师乃在黄土梁附近进行抵抗。经过4天激战，终因敌我力量悬殊、官兵伤亡过多、弹药将尽，于3月9日下午2时向古北口撤退。此时，第112师张廷枢部已在古北口附近的将军楼、米窝铺、二道沟之线部署防御。自9日起，敌步兵在炮兵和空中飞机的掩护下向守军阵地发起进攻。该师战到10日，因伤亡过重不支，敌军冲入阵地，不得已向南天门撤退。北平军分会急令第25师北上，防守古北口。

第17军第25师于3月5日抵达通县。由于第17军军部还在蚌埠一带，该师归军事委员会北平分会直接指挥。3月8日该师奉令进驻密云。这时古北口形势危急，军分会令其增援古北口。10日上午该师抵古北口。当第112师不支而退、阵地出现缺口时，第25师第73旅即占领古北口镇南的东西两侧高地，第75旅集结在黄道甸附近，另以第112师1个团在第73旅右翼的将军楼担任防守。

3月10日下午3时，日军以一部兵力在炮火掩护下进行正面宽大的战斗侦察性进攻，数小时后撤退。11日拂晓，日军第8师团主力向右翼阵地发起进攻。战至上午10时，第112师不支而退。日军迅速占领了古北口关口，并乘胜向第25师右翼包围攻击。防御该地的第73旅第145团因孤立突出被敌包围。师长关麟徵指挥第75旅驰援，出古北口东关不远与敌遭遇，双方短兵相接，关师长负伤，团长王润波牺牲，但终将敌击退。关麟徵负伤后，第73旅旅长杜聿明代理指挥。12日4时，日军再度发起进攻，战斗更为激烈。至午后3时，右翼第145团伤亡殆尽。师属各部与师指挥所联络中断，形成各自为战的状态。守军各部不支，纷纷溃退，古北口被日军占领。到下午5时，师属各部退到南天门左右高地之线，其防御任务由第2师接替。日军占领古北口后停止前进，中日双方暂时形成对峙。对峙期间，日军不断以小部队对第2师阵地发动攻击。均被守军击退。第2师利用战斗间隙加构阵地工事，在南天门阵地右自潮河岸黄士梁起，左到长城上的八道楼子止，在正面宽约5公里的中段，以421。3高地为据点，纵深配置，并在南天门后方构筑了6道预备阵地。4月5日，军事委员会电令调第67军王以哲部增防滦西，由第83师接第110师防地，古北口方面全由第17军防守。

4月11日，为配合冷口作战，第17军令第2、第83师各编1个大队对敌后方古北口背面和巴克会营进行夜袭，杀伤日军多人。何应钦怕引起敌人更大的进攻，令部队停止了袭击行动【13】。但日军并未因此不再进攻，自4月中旬以来不断向古北口方面增兵。16日之后，日飞机即向古北口、南天门一带进行轰炸侦察，为大规模的军事进攻作准备。

20日拂晓，日第16旅团主力一部向八道楼子守军阵地发起进攻，另一部攻击南天门两侧高地。守军凭借险要地形打退了敌人的进攻。当晚，日步兵第32联队第3大队用汉奸带路，偷袭南天门左翼高点八道楼子。这里地势险要，易守难攻，但守卫在这里的1个连的官兵麻痹，放松了警戒，致使敌偷袭成功，8座碉楼全被敌人占领。（13）4月21日，第2师师长黄杰严令第6旅反攻。该旅虽给敌以杀伤，但地处低下，仰攻不易，连、营长牺牲、负伤者甚众，终未奏效。又派第4旅旅长郑洞国率第7团，并指挥第6旅的第11团继续反击，因敌居高临下，徒遭伤亡，阵亡官兵1500名【13】。第2师被迫于22日夜将阵地变换到田庄子、小桃园一线。

24日，日军又增加兵力，在飞机、大炮的掩护下向南天门**据点421。3高地连续冲击。守军第11团伤亡过重。至是日下午，师长乃令第7团增援，才将敌人击退。这时，第2师战斗了5昼夜，伤亡甚大，疲劳已极，乃于当日黄昏后将阵地交予第83师刘戡部防守。第83师防守的南天门右翼阵地交予第25师防守。

因第8军团总指挥杨杰他调，徐庭瑶代理总指挥。25日，又将部署作如下调整：第25师接替第83师守备地区，第83师接替第2师守备地区，第2师进驻九松山一带整理，以骑兵第1旅接替骑兵第2师的警戒地区。

26日拂晓，日军集中兵力向南天门**阵地421。3高地进攻。敌炮火将该高地工事夷为平地，尔后步兵在坦克车掩护下发起攻击。守军虽奋勇作战，但因兵力、火力悬殊，第83师2团又1营激战数日，阵地全毁，作战失去依托，因而于28日晚撤往南天门以南600米的预备阵地。经过7昼夜的血战，日军付出相当大的代价才占领了南天门阵地。

当古北口战斗正激烈之时，日军以第8师团第4旅团第31联队的第3营大队为基干，附伪军5000余人，沿烧锅营、寿王坟、鹰手营子公路南进，企图威胁古北口侧背，掩护其主力作战。4月20日南进途中与守军骑兵第5师李福和部遭遇。该师败退。日军于21日占领兴隆，24日分向马兰、黄崖两关口进行战斗侦察，并以一部向墙子路方向活动，意在吸引中国军队的注意力，掩护正面进攻南天门。

军事委员会北平分会为清除侧背的威胁，令第26军萧之楚部（仅2个旅的兵力）加强马兰关、将军关、黄崖关方面的防守，并于26日命其“将兴隆之敌驱逐于远方，以便保持龙井关及南天门侧背之安全”【14】。萧之楚随即进行部署：将骑兵第5师编成骑兵支队，以骑5师师长李福和为支队长，向兴隆县东北龙潭沟、杨树沟之线搜集前进，掩护第1纵队右侧；将独立第4旅（欠1个团）和师属山炮、骑兵各1连编成第1纵队，以独立第4旅旅长王金镛为纵队长，向兴隆县荞麦岭、土城头一带挺进，并相机截断兴隆敌人北退之路；将第132旅（欠1个团）、独立第4旅1个团，另师属工兵、炮兵各1连编成第2纵队，以第132旅旅长于兆龙为纵队长，向兴隆攻击前进；第3纵队以第132旅的第2**团编成，以该团团长郝奇为纵队长，主要任务是协助第2纵队攻击兴隆之敌。

4月27日凌晨2时，各队向指定目标攻击前进。第1纵队和骑兵支队分别于晨5时和8时占领预定位置；第2纵队于4时到达兴隆，迅即抢占有利位置，向敌发起攻击；第3纵队随后赶到，即投入战斗。经激战，将兴隆县署和兴隆山之敌予以分割。日军利用工事顽抗。到8时，日军飞机六七架飞来轰炸。攻击部队未构掩体，无险可据，官兵伤亡300余人。下午敌机3架又来投弹，被中国军队击伤1架，降落于兴隆山麓。是日黄昏，日军在县署300人，山上七八十人被包围。兴隆县四周高山林立，日军突围不成，增援不得，粮食全赖空投。但中国攻击部队既无重武器，又无后援，无力歼灭被围的日军。4月29日，何应钦命令中止围攻，第26军主力退守墙子路长城一线。【5】