在天津南面的津浦铁路线上，有一个小站名叫静海。小站边有一条减河。天津被日军占领后，北方的大雨仍旧断断续续，减河水因此涨起来，河面足有二十米宽。在长满茂密芦苇和杂草的两岸堤坝之间，横着一座木制拱桥。
日军陆军中将矶谷廉介指挥的第十师团在天津大沽口登陆后，沿着津浦铁路向南推进。当其前锋第三十三旅团第十联队在泥泞之中推进到减河边那座木桥时，突然愣住了。
一群中国军人，不但脸红得耀眼，而且每人举着一把刀柄很长的大刀——日本人大多熟知中国古代人物关羽，在他们的记忆里画像中的关羽便是这般模样。
这群中国军人，就是从天津撤退下来的第二十九军第三十八师独立第二十六旅的官兵。天津失守后，部队向南撤退，退到了静海车站，官兵们停下来准备死守。旅长李致远认为，兵力和武器都不如日军，要吸取在天津城区与日军拼阵地战的教训，除留一个营守车站、一个营守县城外，专门用一个营在津浦路两侧打游击——鬼子来的人少就往死里打，人多就与他们转圈子，不能让日军直接攻击我们的主阵地。日军的装甲火车曾试图冲进静海车站，但官兵们在铁轨上铺上麦秸并埋设了地雷，日军的装甲火车没敢再往前开。车上的日军下车后想攻击车站，被打游击的那个营抄了后路，日军丢下十几具尸体跑回去了。
这次，师部下达的命令是：一个大队的日军正沿着津浦路急速南下，他们要通过那座木桥抢渡减河，担任津浦路沿减河至海岸边防御任务的独立第二十六旅要阻止日军南下。他们在减河边苦守了二十多天。
李致远旅长召集团长和营长们训话：如果不把日军顶回去，让他们顺利过了河，师的防线就会垮。所以，这一次，独立第二十六旅要在减河边与鬼子玩命。
“我们要死守这条河，每团选出敢死队，每人带着长把大刀和四颗手榴弹，用洋红抹成大红脸，冲过桥去，用大刀砍！”我问谁愿领敢死队？当时朱团长把胸脯一拍激昂地说：“我带着去！”说着把上衣一脱，跑到他选出来的敢死队前说：“脱了光背，将红抹上，跟我来！”这一百多人全跟去了，马团选出来的一百多人也去了。我看人数太多，想拦住，他们还是都跑过去了。用长柄大刀，是根据过去的战斗经验，因为我们的刺枪术不敌日军，将大刀把接长三尺，在白刃战时有利。每人一包洋红抹脸，据说日本人怕红脸，也是表示我们流血死拼的决心。
敢死队呼喊着冲过桥去。日军面对忽然出现的一片红光和长柄大刀没有一点准备，愣了片刻后掉头就往回跑。军靴上沾满了泥，跑起来很笨拙，二百多把长柄大刀不由分说地乱劈下来，瞬间就砍倒了不少鬼子。后面赶来的日军被吓得魂飞魄散的败兵冲乱了，也跟着往回跑。一个日军军官被劈下马来，混乱中没有人能顾及他。中国官兵杀红了眼，连旅长调他们回来的号音都没听见。李致远之所以命令他们回来，是敢死队队员都没带枪，怕他们杀出去远了吃亏。号声不管用就派副官骑马去追，快马终于追上了朱团长，敢死队这才罢手返回。
日军仅用少数兵力就占领了中国北方政治和军事中心平津地区，这使得日本大多数军政要人更加轻视中国的抵抗能力与决心。日军开始制订在整个华北的作战计划，其最终目的是：迅速对华北地区的中国军队和参战的中国空军以毁灭性打击，从而“根本解决华北问题”。在华北作战结束之前，不与中国方面作外交上的任何交涉，也不允许第三国干涉——要“使南京政府在失败感下不得已而屈服，并由此造成结束战局的机会”。
日军位于平津地区的部队，被命令将主攻方向首先转到沿平绥铁路向西的张家口。其原因是：关东军急切地希望解决“蒙疆问题”，即占领中国的内蒙古、绥远和察哈尔地区，以确保“满洲国”侧后的安全。同时，在华北地区的平汉线、津浦线作战开始前，必须扫除后方的威胁。
中国驻屯军第二十师团独立混成第十一旅团，奉命率先向南口地区的中国守军发起攻击，目的是夺取八达岭等长城一线的要地为后续开来的第五师团开路。
中国方面对日军作战企图的判断是：“敌国为使现在平津一带敌军之作战便利起见，将以有力之一部先进占平绥各要点（张家口、南口等处），而后或深入山西，以威胁我第一战区之侧背；或转进于正定、保定方面，以直接协力于其在平津部队之攻击。”301之所以判断日军会首先攻击平绥线，是因为南口一线地理位置非常非常重要，是中国军队的“旋回之轴”：“平绥线为第二战区之生命线，亦中苏联络之生命线，更为我国军旋回作战之能实施与否之中枢线。应以南口附近为旋回之轴，以万全、张北、康保等地方为外翼。要固守南口、万全，国军作战方有生机；要攻略张江、赤城、沽源，国军方能展布。如南口、赤城、沽源之线，始终为国军保有，则平津方面之敌，决不敢冒险南下。”
中国的平绥铁路，自北平起，经张家口、大同，直到包头，是联系华北北部的一条交通大动脉。平绥路东段的重镇南口，是北平通向西北地区的门户。南口附近高山峻岭，关隘重重，内外长城蜿蜒于铁路两侧，是中国北方著名的天险。日军企图进犯张家口，占领察哈尔省，然后分兵晋、绥，中国军队要保卫察哈尔、山西、绥远三省，对于南口的控制都是必须的。
早在七月底至八月初，蒋介石针对南口防御就下达了一系列命令：位于绥东地区的汤恩伯的第十三军紧急备战；察哈尔省政府主席刘汝明负责炸毁青龙桥八达岭一带的铁路；绥远省政府主席傅作义、太原缓靖公署主任阎锡山做好迎战准备；调第八十四师高桂滋部“迅即集中张家口”，协助刘汝明“固守张垣”；令第二十一师（师长李仙洲）和第八十四师合并为第十七军，高桂滋任军长，归刘汝明指挥。
蒋介石要求南口阵地应“深沟宽壕，使敌骑与坦克不能侵入”，让日军的机械化长处“无所用”；同时，特别要求汤恩伯、刘汝明以及傅作义“切实联系”，“死守勿失”。
第十三军两万多名官兵的决心很大。由营长以上的军官带头，官兵们普遍写了抗日决心书，还把属于自身个人的东西全部扔了——“除了在战场所需要的武器之外，别的什么也不带，以示决心。”与飞扬的血性不符的是，尽管是中国陆军的主力部队，第十三军的装备还是差到了令人难以置信的程度：
炮兵，仅第八十九师有日本大正式的山炮九门，且为使用过时的陈货，射程最多四千公尺或五千公尺；其他炮兵情况不明，但还比不上第八十九师。当时据我所知第四师只有几门小炮，另有用绳子拉上山的战防炮两门，是苏联试制品，直到使用时，才发现所领到的炮弹是一些试射弹。在南口战役中，敌人恃优势炮兵，每天同时用山炮轰击我第一线，野炮轰击我第二线，重炮和铁道重炮轰击我第三线。我军不仅山炮小炮无法抬头，以后连迫击炮、重机枪也时常停顿，以免暴露目标，不敢轻易使用。
蒋介石的预期是：第十三军在友军的策应和支援下，尽量延长固守南口一线的时间，迟滞日军攻击张家口和自山西北部攻入华北侧翼的企图。八月六日，蒋介石致电汤恩伯：
……最近敌必向我南口猛攻，此时兄部只有一心对当面之敌作战，不可再顾虑多伦、张北之敌。预计该方面敌军须于删日（十五日）能集中承德，如期到达察北必在下月之初。故于本月内，兄可专对当面之敌也。但目下兵力重点，应注意平绥路以西地区，而后方联络线应在怀来、桑园堡向蔚县、广灵、浑源为主要线，而不必以张口为基地，则察北敌情可以无虑矣。如南口能固守半月之久，则各方应援，皆可兵发矣……
也就是说，只要他的第十三军在十五天之内不把南口阵地丢了，哪怕南口一线仅剩下一个山头，也算是完成了任务。然而，当第十三军与日军真正开战后，汤恩伯才知道半月实在是太长了。
一、沿八达岭、居庸关、南口的平绥线的正面，为第八十九师作战地区；南口车站及其东南方向的龙虎台（又名关公岭）为该师罗芳珪的五二九团阵地，即正面第一线。
二、南口东北方向的得胜口、苏林口，为第八十九师谭乃大的五三〇团阵地，即右翼第一线。
三、居庸关以北的凤凰台、青龙桥，为第八十九师舒荣的五三四团预备队位置，即正面第二线。
四、八达岭或三堡车站附近的岔道、莉涧子，为第八十九师李守正的五三三团集结的预备队位置，该团位于五三四团的正后，为正面第三线。
五、居庸关西边的横岭城、镇边城、十八家（长城分段路门）一带，为第四师作战地区，即南口之左翼。其第一线在横岭城以西一带山地，预备队位于十八家。
六、居庸关以西至横岭城的东边，即第八十九师与第四师的中间地区，为吴绍周支队作战地区，其第一线在吊明湖南边的山地，预备队位于榛子岭。吴绍周支队由第四师刘汉兴的二十二团以及临时增援而来的河北民军朱怀冰师所属的两个团编成。
八、第八十九师师部驻康庄车站，其前方指挥所位于居庸关。第四师师部驻横岭城，前方指挥所在该城以南约七华里的地方。吴绍周支队司令部驻榛子岭。第十三军军部及所属补充团驻怀来。增援的朱怀冰师部驻怀来。
从作战部署上看，中国军队第十三军将主要兵力放在了南口的正面防御上，其中以第八十九师第二六五旅各团压力最大。
攻击南口的中国驻屯军独立混成第十一旅团，以单独执行任务的强桿以及攻击意志的凶狠而著称，旅团长铃木重康的军衔比其他旅团长高一级，为中将。旅团下辖步兵第十一、第十二联队，骑兵第十一联队，野炮兵第十一联队，山炮兵第十二联队，工兵第十一中队以及辎重兵第十一中队，兵力四千零九十五人。
汤恩伯的第十三军后续部队还在向南口开进，日军慢慢的开始大规模地轰炸南口车站附近的中国守军阵地。八月四日上午，日军向南口阵地正面的制高点龙虎台发起攻击。中国守军猛烈还击，日军人马出现伤亡。下午，南口的东西两面山地都发生了战斗，而龙虎台依旧是日军的主攻方向。由于日军飞机的猛烈轰炸和炮火的猛烈轰击，第十三军官兵出现严重伤亡。五日以后，日军的攻击阵容中增加了坦克，在飞机、坦克和火炮的掩护下，日军步兵开始强攻南口一线中国守军阵地。右翼对得胜口阵地的攻击，被谭乃大团长指挥的五三〇团击退。但在龙虎台阵地出现了反复争夺的拉锯战。七日，日军采取空军集中掩护，步兵分散成小组向龙虎台顽强推进的战术。因为久攻未下，这一天的黄昏时分，日军使用了毒气弹，龙虎台上的中国守军一个加强排全部中毒阵亡，日军在付出包括一名联队长在内的伤亡后爬上了龙虎台。
师长王仲廉严令第二六五旅旅长李铣把阵地夺回来，但这位旅长“自战斗开始即蹲伏掩蔽部，惊恐万状，几次向王仲廉哭闹”。师长王仲廉只好亲率军部补充团的一个营增援南口车站，并命令罗芳珪的五九团二营营长李瑾带领两个连连夜反击龙虎台。
双方激烈攻守已经持续了四天之久，日军开始加强步炮协同，使用小兵力多路渗透的战术令伤亡慢慢地减少，而中国守军的伤亡却持续不断的增加。尤其是在日军猛烈炮火的轰击下，中国守军阵地上的防御工事已成一片焦土，当日军的炮弹蝗虫一样落下来时，中国守军根本就没有藏身之处。第十三军有限的炮兵无法对日军炮火形成压制，反而是只要开炮就会招致日军对中国炮兵阵地的猛烈攻击。因不停地躲避炮击而就没有还手的机会，中国守军的情绪开始焦躁，官兵们认为与其被炸死不如一命拼一命来得痛快，于是纷纷要求实施主动的短促突击以肉搏为快。师长王仲廉认为士气可用，即组织了一些小型机动部队，无论白天还是夜间，不断地出击对日军进行猛烈袭扰，
日军面对突然再次增加的伤亡，攻击开始放缓。十日，汤恩伯亲临居庸关视察战况。在与王仲廉师长磋商后，决定在前沿阵地埋设地雷以阻断日军坦克的突击，同时破坏青龙桥至南口车站之间的铁路桥梁和涵洞，把南口机车车辆厂里的火车机车藏起来以免资敌。汤恩伯还没离开居庸关，前方的报告来了：龙虎台阵地再次丢失。
十一日，日军第十一混成旅团主力继续对南口实施攻击，另派一部向南口西侧的长城线实施助攻。中国守军的每一个阵地上都发生了近距离的肉搏战，到天色昏暗时中国守军已经伤亡数百人。第二天，日军的增援部队抵达战场。日军立即集中起五千多步兵、三十多辆坦克和大量的火炮，向南口、虎峪、苏林口、得胜口等中国守军阵地发起全线进攻。在龙虎台与南口之间，一个排的中国守军全部阵亡，阵地被日军从中撕开。当日军的坦克冲上来时，中国守军没有反坦克武器，也没有打坦克的实战经验，只能拼命。五二九团七连连长隆桂铨带领两个排的士兵迎着日军疯狂射击的坦克冲过去，只要不便跳上坦克掀开盖子往里塞手榴弹，两个排最后以阵亡过半的代价击毁了日军六辆坦克。
此时，位于南口正面第一线阵地的五二九团已经苦战八天，全团仅剩下四百余人。舒荣的五三四团和王仲廉师长带来的军部补充团的两个营，全都被补充到了第一线阵地。在残酷的拉锯战中，目睹着尸横遍野的景象，前沿上的中国官兵打红了眼，连长、排长和班长开始做收复山头争胜的较量，明知不可为就是要拼死舍身为之，这种残酷的血战令中国守军几近疯狂，而日军因此遭遇了他们不曾预料到的顽强抗击。最终，尽管付出了很大代价，日军对南口的攻击仍未取得进展。
战至十三日，汤恩伯命令放弃南口一线阵地，一线所剩部队向北后退，移至八达岭和居庸关的主阵地上。
“汤恩伯先生因为日夜辛劳的结果，瘦得不成样子了。”始终在前线采访的著名记者范长江写道，“两个眼睛深深地凹入，整个身体剩下了皮包骨头，我们惊异他消耗得如此厉害，几乎有几分认不清楚。原来猛攻南口的日军，在优势兵力兵器条件下，汤恩伯实遭受空前的劲敌，故日夜操劳，精密指挥，已半个月未曾得一安眠的机会，整天和电话地图接近，时时注意敌人一寸一尺的移动，我们一次一次的战斗经过。而其入察抗日以来，所遭受常人意料以外之打击，尤觉痛心。间有人提及此等伤心事，汤辄不言，但见其眼泪往往盈眶欲坠，默对客人出神。人不畏外在之强敌，而忌内在之困难，汤氏之处境，惟身临其境者，始能知其有难言之痛也。”
作为中央军将领，蒋介石耳提面命，作战不敢有半点马虎。可是，照这样打下去，自己起家的老底子第十三军肯定就要打光了，这等于是中国人说的把家底挥霍光了；但如果南口丢失，脑袋可能就要被自己挥霍了，那时候家底同样不存在了。这实在是进退两难之事。
况且，作为中央军，在此作战多有不便。上司傅作义曾是冯玉祥和阎锡山的部下，而他当年作为蒋介石的部下，曾在中原大战中与冯玉祥和阎锡山血战，旧仇可不是喊一声“抗日”就能一笔勾销的。因此，在南口这块战场上，第十三军总有些孤军的味道，这个味道令他十分忐忑不安。此外，还有更令人不安的汉奸问题——“汉奸之多，骇人听闻”。怀来县县长公然声称，汉奸是此地的“不可救治之症”。“敌人利用汉奸为谍报，为飞机指示，破坏通讯机关，破坏交通，扰乱军队，使我们无一日安宁。而我对敌方，反不能发动民众，以做上述同样之工作，皆因冀、察政治弄成之恶果。”中国军队在本土作战，竟然“无一日安宁”，“中国人有些良心甚差”可能是一个理由；同时，又该如何理解“冀、察政治弄成之恶果”这句话呢？
眼下，汤恩伯除了指挥作战之外，最重要的是不断地催促增援部队。为得到苦苦等待的增援，他不惜电话电报一日数次，即使明显感到蒋介石对他的叫苦有些恼怒时，依旧坚持不懈地请求立即增援。十八日，半个月的时间已到，汤恩伯接到了蒋介石的电报：
即使长城线突破时，我军仍应照预订计划固守各据点，待援反攻，切勿全线退却。卫立煌部已催饬星夜急进矣。
卫立煌的第十四集团军已经从保定出动，正在急速北上以期增援南口战场。由于平津失陷，卫立煌的部队无法由铁路或公路直接运送，只有绕道北平以西的山地。蒋介石命令孙连仲的第一军团派一部分兵力抢先占领房山西北面的高地，以掩护第十四集团军北上；接着蒋介石又致电傅作义，要求他从绥远出动增援汤恩伯的第十三军：“以全公私，勿使其孤军受危、南口失陷，国家民族，实利赖之。”
在平绥前线的汤恩伯，接到死守南口的命令的同时获悉张治中在上海战场也与日军血拼上了。接着，他终于等来了一部分援军：朱怀冰的第九十四师和李仙洲的第二十一师。
第五师团是日本陆军的精锐部队，师团长板垣征四郎中将，下辖国崎登少将指挥的步兵第九旅团和十一旅团，还有师团直属的骑兵、野炮兵、辎重兵、工兵各一个联队，附属通讯队、卫生队以及野战医院。
居庸关的正面是第八十九师五三四团，右翼是五三三团，师长王仲廉的指挥部就设在关上。居庸关山谷幽深，山岭险峻，日军一度冲入前沿，中国守军连长牛桂卿等阵亡，幸存官兵在弹药用尽后抱起山上的石头迎敌。但是，当日军再次集中兵力和火力发起强攻时，中国守军的主要阵地相继丢失，因此导致防御线全线动摇。中国守军的勤杂人员、炊事兵和马夫等都参加了搏斗，直到李仙洲的增援部队抵达后，阵地才被暂时稳定。
这个时候，日军突然放缓了对居庸关的攻击——日军改变了主攻方向和战术：第五师团出动直扑长城关口，其第二十一旅团的第四十二联队快速攻占了长城防线上的最高峰一三九〇高地，随即居高临下开始攻击从一三九〇高地至镇边城间的各个要隘。日军企图以侧翼迂回的战术突破中国守军的长城防线，夺取怀来，切断居庸关方向中国守军的退路，瓦解中国军队的整个防线。
第二战区司令长官阎锡山命令傅作义增援第十三军。此前，阎锡山曾命令刘汝明的第六十八军和赵承绶的骑兵第一军向张北、商都一带的伪蒙军实施攻击，以策应南口方向的作战，减轻第十三军的压力。傅作义执行了这一决定，向商都发起了猛攻。商都是察南重镇，对其实施攻击，一能巩固绥远的战略防御，二可维护张家口侧背的安全。傅作义的部队突袭不成改为强攻，最终以伤亡官兵两百余人、毙伤敌伪三百余人的战果收复商都。但是，刘汝明却没有执行阎锡山的命令，他的第六十八军主力第一四三师“仍分驻张垣、宣化、逐鹿一带”。
刘汝明的自保，使得张家口的侧背处在日军的威胁之下。因此，当阎锡山命令傅作义再次增援时，傅作义认为张家口的暴露令他无法确保部队迅速抵达南口方向，但他能再一次出击张北，以加强张家口侧背的安全。傅作义的建议遭到阎锡山的斥责。不得已，傅作义率第七十二师（师长陈长捷〉及第二〇〇旅、第二一一旅和独立第七旅驰援南口方向。
十九日，第十三军的全线防御阵地都遭到日军空前猛烈的攻击，双方在黄楼院、禾子涧、沙锅铺、八五〇髙地一带反复争夺，几乎每一个阵地上都出现了近距离的肉搏战，以致一天之内拼死抵抗的中国守军伤亡达一千二百人以上。
这是居庸关与张家口之间的一个小城，汤恩伯的前敌指挥部就设在这里。傅作义和汤恩伯紧急商讨战场局势，特别是增援部队抵达后的作战方向和任务。就在这时候，卫立煌的电报到了，说他指挥的第十师、第八十三师和第八十五师已分别从涿县、周口店和涞水兼程北上，预计二十一日抵达战场。傅作义和汤恩伯立即商定当援军到达后如何对当面日军实施反击以期把日军赶出整个长城线。
傅作义一直担心的张家口方向忽然出现了巨大危机：由强悍的关东军组成的察哈尔兵团，在参谋长东条英机中将的率领下，已从察北方向直扑张家口。
南口战役尚未爆发，日军中国驻屯军已针对张家口制订出作战计划：“逐步集中的第五师团及铃木兵团，从平绥沿线地区开始作战，席卷察哈尔省，进入陕西北部及绥远地区。为此，须与关东军紧密协作。这一战，至少应在主力决战之前占领张家口附近。”尽管作战计划只要求关东军“紧密协作”，但无论是东京的参谋本部，还是天津的驻屯军司令部，谁都知道关东军对此次作战有着“异常的热情”，而关东军自己对这种“异常”的解释是：为了“满洲国”的“国防”安全。
关东军察哈尔兵团一个步兵支队十三日到达沽源，一个步兵大队十四日到达张北，一个步兵联队十九日到达张北，一个混成旅团十八日从承德出发目的地是张北，另一个混成旅团十八日从通州出发目的地是万全。——关东军已经从张家口的东北和西北方向全线压来，一旦占领张家口，就能与从居庸关向北进攻的第五师团会合，彻底打通平绥线。
张家口的中国守军，主力是刘汝明的第六十八军。根据张家口三面环山的地形，刘汝明把保安第二旅布防于张北与长城之间，独立第四十旅布防于长城内的膳房堡以北，军主力第一四三师以及傅作义的增援部队第二〇〇旅布防于万全附近，保安第七旅布防于崇礼以南。
二十日，关东军察哈尔兵团以第二混成旅团为前锋，在飞机和坦克的协助下向张北地区实施突击。刘汝明部的保安第二旅抵挡不住，旅长马玉田阵亡，官兵死伤数百，退守至距张家口八十里的神威台阵地。二十三日，日军攻击神威台，同时迂回万全。神威台的中国守军在三名营长相继阵亡后丢失了阵地。二十四日，防守万全县城的中国守军拼死血战，当城门被日军猛烈的炮火轰塌后，营长舒效孔在巷战中阵亡，他指挥的一个加强营官兵伤亡殆尽，万全县城失守。关东军沿着公路开始向张家口急进，张家口的失陷只是时间问题了。
为了保住张家口，准备增援南口方向的傅作义的部队半路返回，而汤恩伯日夜盼望的卫立煌的部队也没能如期抵达。卫立煌的部队刚一动身就遭到日军的顽强阻击。日军第六师团第三十六旅团（旅团长牛岛满）编成的牛岛支队，获悉卫立煌部增援南口的情报后，立即进入门头沟以西地区实施阻击。卫立煌的第八十三师一直苦战到二十四日才得以摆脱日军。可部队没走出多远又被永定河挡住了脚步：连日大雨，永定河河水泛滥，没有渡河装备的部队过不去。
几近绝望的汤恩伯紧急缩短战线，他将防区分成了几个固守的据点：居庸关据点由第八十九师和第二十一师固守，横岭城据点由第七十二师和第四师固守，延庆据点由第九十四师固守，怀来据点由独立第七旅固守。
二十五日夜，汤恩伯急电蒋介石报告战况。蒋介石对汤恩伯的回复是：反正是一死，逃跑而死，不如固守而死。
急。怀来。汤总指挥勋鉴：有（二十五日）酉（下午五时至七时）电悉。我军必须死守现地，切勿再退；否则，到处皆是死地。与其退而死，不如固守而死，况固守以待卫（卫立煌）军之联络，即是生路。此时唯一生机，惟力图与卫联络之一途而已。中正手启。寝（二十六日）午。
汤恩伯的部队刚刚突围而出，卫立煌的前锋部队第十师抵达镇边城。发现汤恩伯已经撤离后，第十师立即回撤至房山，然后越过拒马河，直抵保定以西的满城，再沿平汉路西侧越过大沙河，一直回撤到了石家庄。
南口一线全部丟失后，日军于南北两面向张家口压来，刘汝明不得不下达撤退令。二十六日，张家口陷落。日军占领张家口后，沿平绥线继续推进，致使张家口以东以北地区全部被日军占领。
南口之战，双方伤亡数字，各类档案史料统计差别甚大。如取平均数值，中国军队伤亡约两万六千余人，日军伤亡约两千六百余人，比例仍是十比一。
因为《大公报》记者始终在南口前线即时报道，汤恩伯得以名传全中国。汤恩伯自己也认为，除了“固守而死”他没做到外，他和他的第十三军没有别的过失：防守时间超出了蒋介石的规定；南口最终全线失守在于侧背突然受敌，而侧背张家口的失守责在刘汝明。
南口之战，由于战场指挥不统一，各部队难以协同作战，官兵武器装备以及作战素质有严重欠缺等因素，面对强大的日军，中国军队没有长期固守的任何可能。因此，以一场血战显示中国人的不屈与无畏，称之为一场胜利并不言过其实，尽管中国军队的防守仅仅坚持了十几天。对此，中央机关刊物《解放》发表短评：“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三，长久活在每一个中华儿女的心中。”“我们不否认南口的失守，对整个抗战战局是增加了一个困难，也不否认察绥咽喉的放弃，是增加了黄河下游各省的危险。然而，南口抗战的英勇，全国民众对南口抗战的后援与拥护的热烈气象，给了我们证明，不管多大的困难，都是可以克服的。中华民族绝不会灭亡！”
可是，南口战役之后，面对日军自北向南的全面进攻，驻防华北的数十万中国军队却如同洪水决堤般地退败了。
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