同时还规定了第1战区和第2战区的作战任务。为加强主战场的防御，国民政府决定在平汉、津浦铁路沿线设立三道防线：以保定——沧州之线为主要防线；
以彰德（安阳）——济南之线为第二防线；以洛阳——郑州——开封——徐州——淮阴之线为第三防线。为达成防御目的，国民政府军事委员会还调整了兵力部署：以傅作义之第7集团军一部向平绥铁路东段的张家口和南口地区集中，准备迎击日关东军和驻屯军向西进攻；以刘峙之第2集团军向保定、石家庄之线集结，其中第26路军（第1军团）孙连仲部进到琉璃河、马头镇地区展开防御，准备迎击北平方向日军的南攻；以宋哲元之第1集团军展开于津浦路北段地区，准备迎击天津方向南下的日军。
根据对日防御作战的需要，国民政府军委会于8月20日颁布了全军战斗序列：
军事委员会： 委员长？？ 蒋中正？？？ 参谋总长 程 潜
第1战区： 司令长官 蒋中正（兼） 辖区：平汉、津浦两铁路线
第2战区： 司令长官 阎锡山 辖区：晋、察、绥
第3战区： 司令长官 冯玉祥 辖区：苏、浙
第4战区： 司令长官 何应钦 辖区：闽、粤
第5战区： 司令长官 蒋中正（兼） 辖区：山东
第1预备军： 司令长官 李宗仁
第2预备军： 司令长官 刘 湘
第3预备军： 司令长官 龙 云
第4预备军： 司令长官 何成濬
第17集团军：总司令 马鸿逵
第18集团军：总司令 朱 德
海军总司令：陈绍宽
？空军总司令：蒋中正（兼）
担任华北防御作战任务的第1、第2战区的战斗序列如下：
第1战区
第1集团军：总司令？？ 宋哲元？ 副总司令：万福麟、冯治安
第59军：？？ 军长？？ 宋哲元（兼）（第38、第180、第181师）
第77军：？？ 军长？？ 冯治安（兼）（第37、第132、第179师）
第53军：？？ 军长？？ 万福麟（兼）（第116、第130、第91师）
第67军：？？ 军长？？ 吴克仁（第107、第108师）
第3军团：？ 军团长 庞炳勋
第40军：？？ 军长？？ 庞炳勋（兼）（第39师）
第49军：？？ 军长？？ 刘多荃（第105、第109师）
骑兵第3军：军长？？ 郑大章（骑兵第4、第9师）
第2集团军： 总司令？ 刘峙？ 副总司令：孙连仲
第1军团： 军团长？ 孙连仲（兼）（第27、第30、第31师）
第52军：？？ 军长？？ 关麟征（第25、第51师）
第32军：？？ 军长？？ 商震（第139、第141、第142师）
第3军：？？？ 军长？？ 曾万钟（第7、第12师）
第13军团： 军团长 刘茂恩（第64、第65师）
集团军直属部队（第177、第17、第23、第47、第106师，新编第35师，独立第46旅，骑兵第14旅）
骑兵第4军：军长？？ 檀自新（骑兵第10师）
第14集团军：总司令？ 卫立煌
第14军：？？ 军长？？ 李默庵（第10、第83、第85师）
挺进军：？？ 司令？？ 马占山（骑兵第6师）
特种兵部队（炮兵第6、第8旅）
第2战区
第6集团军： 总司令 杨爱源 副总司令 孙楚
第33军： 军长 孙楚（兼）（独立第3、第8旅，第73师）
第34军： 军长 杨澄源（第196、第203旅，第71师，新编第2师）
第7集团军： 总司令 傅作义 副总司令 刘汝明 前敌总指挥 汤恩伯
第35军： 军长 傅作义（兼）（第218、第211、第20旅）
第61军： 军长 李服膺（第200旅、独立第7旅，第101师）
第68军： 军长 刘汝明（兼）（第143师，独立第40旅）
第17军： 军长 高桂滋（第84、第21师）
第13军： 军长 汤恩伯（兼）（第4、第89师）［ —wＷw。QiＳuu。cＯm］
集团军直属部队（第94师，新编第5旅、第6旅、骑2旅）
预备军： 总司令 阎锡山（兼）
第八路军：总指挥 朱德（第115、第120、第129师）
第19军： 军长 王靖国（第205旅、独立第2旅、第209旅）
骑兵第1军：军长 赵承绶（骑兵第1、第2师）
以上两个战区共6个集团军、24个军（军团、路军）、53个师另21个旅和其它部队，约60万人。
二、平绥铁路沿线的作战
平绥路作战是日军大举进攻华北的重要组成部分。1937年8月9日，日军参谋部决定进行察哈尔作战，其目的在于“解除对中国驻屯军后侧及满洲国境的威胁，消灭察哈尔省内的中国军队。”＇〔日〕《中国事变陆军作战〈1〉，第241页。＇
为进行平绥路作战，日军以独立混成第1旅、混成第2、第15旅和大泉支队、堤支队，航空第2飞行集团（共14个飞行中队），编成关东军察哈尔派遣兵团。中国驻屯军以第5师和独立混成第11旅参加平绥线东段作战。
为了加强华北的防御，蒋介石于8月初先后任命傅作义为第7集团军总司令，刘汝明为副总司令，汤恩伯为前敌总指挥，负责平绥路东段之防御，在南口地区，以汤恩伯第13军之第89师和第94师沿长城线右自南口左至宁强堡组织阵地防御；以高桂滋第17军之第21、第84师部署在宁强堡—赤城—龙关一线，对热察边实施防御。在张家口地区，以刘汝明第68军之第143师担任正面防御。另以傅作义之第35军，赵承绶之骑兵第1军集结于绥东之集宁、兴和地区，作为机动兵力。
（一）南口——张家口战役
中国第13军于8月7日晨全部到达南口地区并进入阵地。8月8日，日中两军即展开前哨战。8月11日，日本驻屯军命令独立混成第11旅主力在飞机、大炮、坦克火力支援下，向南口展开攻击；以一部向南口西侧长城线助攻；以另一部佯攻得胜口。中国守军第89师在南口车站和龙虎台高地顽强抵抗后，于12日退守长城要隘居庸关、八达岭一线主阵地。13日，蒋介石电令石家庄卫立煌之第14军及第85师编成第14集团军，车运易县，经平西山地增援南口，并以第1军团出房山掩护该部前进。12日后，日军曾多次向中国守军发动猛攻，均被击退。
战至17日，日军第5师一部占领了长城防线上的最高峰——1390高地，并以其主力向守军右翼镇边城迂回，使守军的防御处于危急状态。18日傅作义奉命率一师三旅车运怀来增援。19日，双方争夺空前激烈。在镇边城方向，两军在黄老院、禾子洞、沙锅铺等地反复冲杀，一日之内守军伤亡1200余人。在居庸关方面，日军也倾全力攻击，并突入该关南门，又被守军击退。
为挽救危局，汤恩伯于19日下令调整部署，将得胜口、居庸关、镇边城一线划分为三个固守区，由第89、第21、第4师和第72师一部分别固守。傅作义亦准备指挥守军向进攻的日军展开反击。正当此时，察北日军开始向中国守军攻击，张家口告急。于是，傅作义又率第200、第211两个旅由下花园车运回援张家口，留下第72师和独立第7旅归汤指挥。奉命北上增援的卫立煌部于21日进至门头沟西北30公里的傅家台、千军台一线时，日军第6师牛岛支队已占领阻击阵地。卫军前进受阻，侧后又受到良乡西部日军第20师的威胁。于是，卫军转取守势。由于中国守军与援军被隔断，第72师各部在长城峪、灰岭子和镇边城等地与日军反复争夺，终因孤立无援，镇边城乃于23日被日军攻占。
日军随即兵分两路：一路西进怀来；一路向东北方向包抄长城正面守军前沿阵地。25日，日军在横岭和居庸关两地与守军激战。在危急情况下，汤恩伯于26日午后下令中国守军向桑干河右（南）岸突围。日军左翼第5师和右翼独立混成第11旅，于8月26日和27日分别占领怀来和延庆。至此，南口战斗结束。
此役历时半月，中国军队伤亡26736人，日军伤亡据日方公布为2600余人。南口作战虽然失败了，但中国守军英勇顽强、不怕牺牲的精神是值得称颂的，其影响也是大的。9月6日，中共中央机关刊物《解放》发表短评说：“不管南口阵地事实上的失却，然而这一页光荣的战史，将永远与长城各口抗战、淞沪两次战役鼎足而立，长久活在每一个中华儿女的心中。”＇《解放》第1卷第15期，解放周刊社，1937年9月版，第1页。＇
在南口前线中日两军激烈战斗之时，日本关东军察哈尔派遣兵团趁势向张家口方向发动攻击。8月20日夜，日军混成第2旅从张北的二台出发，突破中国守军的长城防御，占领了神威台。22日，日军乘胜进攻旧万全，中国守军第143师进行抵抗后，于23日退守张家口西南、平绥线上的孔家庄一线高地。日军占领旧万全后，继续向孔家庄守军发起进攻。中国守军曾以有力的反击，迫使日军转取守势。经三昼夜激战，日军始占领该地并切断了平绥路。此时，东援南口的傅作义立即率两个旅赶回张家口，组织固守城垣并反击日军，但未能抑制住日军的攻势。26日以后，整个战局严重恶化，南口、怀来失守。
27日，刘汝明下令所部向洋河南岸撤退，张家口遂告沦陷。日军左翼之大泉支队于20日从沽源开始南进，26日，占领独石口以西之三间房。
27日，再占宣化，与由张家口东进的混成第2旅会合。
29日，日军第5师亦进至宣化。至此，进攻平绥路东段的两支日军会合。
与此同时，日军独立混成第1旅占领了张家口以西的柴沟堡。中国第2战区防守平西的部队受到日军南北夹击的威胁，遂分头向天镇、蔚县方向撤退。
（二）大同、归绥沦陷
日军占领南口和张家口以后，中国驻屯军第5师集结于怀来、下花园之间。关东军察哈尔派遣兵团集结于以张家口为中心的宣化、柴沟堡地区。9月6日，日军第5师根据方面军关于“迅速进入蔚县附近，准备对保定平原作战”的指令，分三路向南推进。担任蔚县守备任务的中国第68军刘汝明部未与日军接触即行后撤。汤恩伯急令第17军高桂滋由广灵速派一个团去蔚县填防。高部所派之团尚未到达蔚县，日军第5师就已先行入城。随后，日军于14日陷广灵，16日取涞源，20日占灵丘，准备突�