佟麟閣立刻率兵到大紅門附近去指揮掩護後撤的部隊。
大紅門是一片鬧鬧嚷嚷兵的世界，撤退的各部隊沒有統一的安排，無人指揮，無人掩護，秩序混亂。佟指揮自己的衛隊首先阻止這種毫無秩序的後撤，隨即命令：不論是哪個部隊的士兵現在都統一編組，凡是軍官就出來指揮。兵們見到了自己的副軍長，覺得有了靠山，心裏有了數，便靜下來，按照佟的命令，很快組成一支臨時部隊，沿著大紅門至紅廟之間的一條便道撤退。
佟麟閣仍留在大紅門，他在一個小土山上設置了望哨，一麵觀察部隊的後撤情況，一麵監視敵人的動向，中午1時許，部隊已經撤退完了，他才和幾個隨從衛兵一起向北平城撤去。
途中，他們與一股日軍遭遇，因寡不敵眾，被日軍四麵包圍。對射中，佟麟閣腿部中彈，流血不止。部屬勸他稍退裹傷，他拒絕了部屬的要求，說：“情況緊急，抗戰事大，個人安危事小。”佟繼續指揮大家轉移。此時，日軍的飛機投下了罪惡的炸彈，他的頭部被擊中，當時倒下，壯烈殉國，時年45歲。
趙登禹領部隊繼續向城內行進，當他乘坐的汽車行至大紅門禦河橋外，埋伏在兩側的日軍突然用機槍掃射起來，他來不及反擊，身中5彈，倒在農田中。稍停，他從昏迷中蘇醒過來，對身邊的傳令兵說：“我不會好了，軍人戰死沙場原是本份，沒什麼值得悲傷的，隻是老母年高，受不得驚慌，請你們替我安排一下，此外我也沒有別的心事了，”說罷，他便停止了呼吸。時年39歲。
佟麟閣犧牲後的第二天，中國紅十字會人員冒著炮火的危險到永定門外，將他的遺體運回北平城裏。當時人們看到，佟將軍的左小臂被炸沒了，頭、胸、背部滿是彈痕和血跡，將軍的兒子和女兒流著眼淚用棉花為父親擦去滿臉的血。誰料，次日北平就被日軍占領，鬼子四處搜捕，佟將軍的靈柩無法安葬。當時，雍和宮附近的柏林寺中有一老和尚，敬慕佟將軍為國犧牲的行動，收留了將軍的靈柩，悄悄安置在寺中，保守秘密8年，直到抗戰勝利。1946年7月，佟麟閣的靈柩被安葬在他曾生活過的地方——北京香山南麓的山坡上。為紀念這位抗日英雄，北京西城的一條馬路被命名為“佟麟閣路”。
趙登禹殉職後，北平紅十字會將他遺體就地掩埋。抗戰勝利了，何基灃回到北平，將趙將軍和29軍抗日陣亡的將士忠骸移到盧溝橋畔，實踐了“盧溝橋是29軍墳墓”的誓言。
國民政府於1937年7月31日發布褒獎令，追贈佟、趙兩將軍為陸軍上將，生平事跡宣付史館，以彰忠烈。原文如下：
“陸軍第二十九軍副軍長佟麟閣、陸軍第一百三十二師師長趙登禹，精嫻武略，久領師幹，前於北伐剿匪及喜峰口諸役，均能克敵致勝，懋著勳猷。此次在平應戰，鹹以捍衛國家保守疆土為職誌，迭次衝鋒，奮厲無前，論其忠勇，洵足發揚士氣，表率戎行，不幸身陷重圍，死於戰陣，追懷壯烈，痛悼良深！佟麟閣、
佟麟閣立刻率兵到大紅門附近去指揮掩護後撤的部隊。
大紅門是一片鬧鬧嚷嚷兵的世界，撤退的各部隊沒有統一的安排，無人指揮，無人掩護，秩序混亂。佟指揮自己的衛隊首先阻止這種毫無秩序的後撤，隨即命令：不論是哪個部隊的士兵現在都統一編組，凡是軍官就出來指揮。兵們見到了自己的副軍長，覺得有了靠山，心裏有了數，便靜下來，按照佟的命令，很快組成一支臨時部隊，沿著大紅門至紅廟之間的一條便道撤退。
佟麟閣仍留在大紅門，他在一個小土山上設置了望哨，一麵觀察部隊的後撤情況，一麵監視敵人的動向，中午1時許，部隊已經撤退完了，他才和幾個隨從衛兵一起向北平城撤去。
途中，他們與一股日軍遭遇，因寡不敵眾，被日軍四麵包圍。對射中，佟麟閣腿部中彈，流血不止。部屬勸他稍退裹傷，他拒絕了部屬的要求，說：“情況緊急，抗戰事大，個人安危事小。”佟繼續指揮大家轉移。此時，日軍的飛機投下了罪惡的炸彈，他的頭部被擊中，當時倒下，壯烈殉國，時年45歲。
趙登禹領部隊繼續向城內行進，當他乘坐的汽車行至大紅門禦河橋外，埋伏在兩側的日軍突然用機槍掃射起來，他來不及反擊，身中5彈，倒在農田中。稍停，他從昏迷中蘇醒過來，對身邊的傳令兵說：“我不會好了，軍人戰死沙場原是本份，沒什麼值得悲傷的，隻是老母年高，受不得驚慌，請你們替我安排一下，此外我也沒有別的心事了，”說罷，他便停止了呼吸。時年39歲。
佟麟閣犧牲後的第二天，中國紅十字會人員冒著炮火的危險到永定門外，將他的遺體運回北平城裏。當時人們看到，佟將軍的左小臂被炸沒了，頭、胸、背部滿是彈痕和血跡，將軍的兒子和女兒流著眼淚用棉花為父親擦去滿臉的血。誰料，次日北平就被日軍占領，鬼子四處搜捕，佟將軍的靈柩無法安葬。當時，雍和宮附近的柏林寺中有一老和尚，敬慕佟將軍為國犧牲的行動，收留了將軍的靈柩，悄悄安置在寺中，保守秘密8年，直到抗戰勝利。1946年7月，佟麟閣的靈柩被安葬在他曾生活過的地方——北京香山南麓的山坡上。為紀念這位抗日英雄，北京西城的一條馬路被命名為“佟麟閣路”。
趙登禹殉職後，北平紅十字會將他遺體就地掩埋。抗戰勝利了，何基灃回到北平，將趙將軍和29軍抗日陣亡的將士忠骸移到盧溝橋畔，實踐了“盧溝橋是29軍墳墓”的誓言。
國民政府於1937年7月31日發布褒獎令，追贈佟、趙兩將軍為陸軍上將，生平事跡宣付史館，以彰忠烈。原文如下：
“陸軍第二十九軍副軍長佟麟閣、陸軍第一百三十二師師長趙登禹，精嫻武略，久領師幹，前於北伐剿匪及喜峰口諸役，均能克敵致勝，懋著勳猷。此次在平應戰，鹹以捍衛國家保守疆土為職誌，迭次衝鋒，奮厲無前，論其忠勇，洵足發揚士氣，表率戎行，不幸身陷重圍，死於戰陣，追懷壯烈，痛悼良深！佟麟閣、