當金振中營長得知日軍大隊人馬從豐台向宛平開來時，曾抽調第十連申仲明排到鐵路橋東頭協助李毅岑排守衛，並命令：“嚴加防範，如日軍來犯，堅決予以回擊！”
一木清直率領第三大隊主力，排成4路縱隊，氣勢洶洶地徑直向龍王廟及鐵路橋的中國守軍撲去，揚言要在中國駐軍陣地搜尋“失蹤士兵”。中日雙方首先在龍王廟附近遭遇。申仲明排長站在橋頭，拒絕日軍的無理要求，早已作好戰鬥準備的日本侵略者，突然開槍射擊，申仲明排長不幸中彈，獻出了年輕的生命。
申仲明排長早在1935年就秘密地加入了中國共產黨。幾年來，他在二十九軍士兵中大力宣傳黨的抗日主張，培養了眾多的抗日戰士，為二十九軍堅持抗日作出了貢獻。申排長的鮮血激怒了二十九軍的戰士，他們在李排長的指揮下，為捍衛民族尊嚴和祖國領土，打響了保衛盧溝橋的戰鬥。兩個排的戰士，麵對幾百名日軍毫不畏懼，六挺機關槍和六七十支步槍一齊射出了仇恨的子彈。當敵人衝上陣地後，戰士們又掄起大刀，衝人敵群，展開了激烈的肉搏戰。15分鍾後，終因敵眾我寡，陷入重圍，兩個排的勇士幾乎全部戰死在橋頭陣地上。日本侵略者占領了龍王廟和鐵路橋東頭，也在東河堤上丟下了上百具屍體。
與此同時，日軍另一部分兵力向宛平縣城東門發起了進攻，並用大炮轟擊城牆。炮彈呼嘯著飛過城牆，炸毀了營指揮部。
盧溝橋戰鬥打響後，秦德純、馮治安、張自忠等召開了緊急會議，並發表聲明指出：“彼方要求須我軍撤出盧溝橋城外，方免事態擴大，但我方以國家領土主權所關，未便輕易放棄，倘彼一再壓迫，為正當防衛計，當不得不與竭力周旋。”
同時，二十九軍軍部發出命令：“盧溝橋即為爾等之墳墓，應與橋共存亡，不得後退。”
英勇的二十九軍官兵，冒著敵人的炮火奮起還擊，戰鬥進行得十分激烈。
“這次士氣的旺盛，較前喜峰口作戰時尤甚。因為士兵們含垢忍辱，已非一天，這一口鬱積在胸中的氣，無緣發泄，所以大家聽說打日本，個個都縱身跳起來。士兵們看了陣亡的同伴，一點也不悲傷，隻是咬緊牙關，疾步向前，帶傷的就是命令他後退，也不掉轉頭來。”吉星文團長曾這樣評價自己的戰士，誇耀他們在戰鬥中英勇無畏的精神。還在當天三時半，二十九軍司令部得知日軍主力向盧溝橋方向前進時，秦德純就指示宛平守軍：“保衛領土是軍人的天職，對外戰爭是我軍人的榮譽，務即曉諭全團官兵，犧牲奮鬥，堅守陣地，即以宛平城與盧溝橋為吾軍墳墓，一尺一寸國土，不可輕易讓人。”
旅長何基灃也下達了3條命令：（1）不同意日軍進城；（2）日軍武力侵犯則堅決回擊，（3）我軍守土有責，決不退讓，放棄陣地，軍法從事。
宛平全城軍民聽到堅決抗敵的命令非常振奮。麵對敵人的進攻，戰士們沉著應戰，待日軍接近我最有效射程內，以“快放”“、齊放”猛烈射擊，日軍傷亡慘重，一次又一次地敗下陣去；城內居民爭先恐後地為部隊運送彈藥，沒有人驚慌失措，更沒有人出城逃走，大家認為打日本侵略軍是大快人心的事，都爭著為抗日出力。軍民齊心協力用麻袋泥土把城東門堵緊，城西門也隻留一條供人出入的縫隙，決心拚死保衛宛平城。
日軍進攻的槍炮一響，正在宛平城同日方進行交涉的王冷齋便嚴詞質問櫻井等日方人員，並聲明日軍首先開槍破壞大局，應負釀成事變的責任。櫻井支支吾吾地說：開槍或出於誤會，當努力於此事的調解，勿使擴大。
宛平城的戰鬥打了約一個小時，日軍未能前進一步。櫻井見事態不妙，手持白旗登上了宛平城牆，屢次進攻不能得手的日軍借機停止射擊。大雨衝洗著戰地硝煙，宛平城依然屹立在永定河畔。未達目的的日本侵略者並不死心，繼續準備發動新的攻勢。