在其後舉行的五相會議上，杉山元聲稱形勢緊迫，催促通過了現地談判限期的決定，同時決定動員40萬軍隊，迅速派往華北。會後，日本當局命日本駐華使館參事官日高和日本駐華武官今井分別向中國政府提出通告，實際上發出了最後通牒。
增援部隊到達華北後，日軍決定分三路入侵華北：第一路由關東軍派鈴木、酒井兩混成旅團，經熱河向北平北側地區前進；第二路由朝鮮駐軍派遣川岸之第20師團入關，向北平南側地區前進；第三路以平津駐屯軍河邊旅團為基幹，從北平東側地區，對北平包圍攻擊。又命板垣征四郎率第5師團，加速經朝鮮入關，會同日本海軍圍攻天津，還在天津附近集結200架飛機，隨時準備參戰。
日軍一麵加緊調兵遣將，一麵繼續對宋哲元施壓。香月清司在17日派參謀通知宋哲元，要宋哲元一定要在19日之前，以正式的文字協議，完全接受日本的要求。對此，宋哲元卻一味退讓。18日，他借參加前駐屯軍司令官田代的喪禮之機，與香月見麵，正式向日軍道歉，並且下令張自忠與日本代表簽訂接受日方要求的協定。7月19日夜晚，中、日雙方終於達成撤軍協議，約定雙方軍隊將於7月22日，各自撤離軍事衝突的交戰前線，以緩和華北衝突的局麵。
宋哲元一再示弱，蔣介石特別感到不安，因為所有宋哲元的行動與交涉，一直沒有片紙隻字回報南京。對於蔣介石關於“對於日本的要求，不可以輕易地讓步，同時應將司令部遷移到保定，集結軍隊以備不測”的指示，宋哲元擔心蔣介石會以抗日為名，將中央的力量重新回到冀察發展，因此寧願向日本低頭，以求自己能夠繼續成為南京與東京之間的緩衝。而他的一再忍讓與低頭的表現，正好給香月一個錯誤的印象，認為抗日英雄宋哲元不過如此。於是，香月決定，要在援軍趕到之後，在河北給29軍一個狠狠的教訓，以報日軍在喜峰口受挫之仇。
蔣介石在廬山連日與政府軍政首長以及社會名流會商之後，於7月17日正式發表廬山談話，宣布中央政府堅定的抗日立場。蔣介石代表所有的中國人，發表了決心迎戰的心聲：“盧溝橋事件發展的結果，不僅是中國存亡的問題，而將是世界人類禍福之所係，此事件能否結束，就是最後關頭的境界。萬一真到了無可避免的最後關頭，我們當然隻有犧牲，隻有抗戰。”
蔣介石進而提出中央政府對於盧溝橋事變解決的最低四點原則：一、不能侵犯中國的主權與領土完整。二、冀察政務委員會不能有任何不法的改變。三、政府任命的官員不得撤換。四、29軍的防區不得變更。蔣介石指出，這是一個弱國最低條件的外交立場，希望日本能夠設身處地地考慮，不要逼迫兩國關係達到最後關頭，不要造成中日兩國的世代仇恨，應該能夠適可而止。蔣介石進一步電告宋哲元，在進行談判時，千萬不要輕易地相信日本的緩兵之計。
而在北平的宋哲元，對於蔣介石維護主權的廬山談話，並沒有聽進去，仍然完全接受日本無理的要求，並且天真地認為盧溝橋問題就此告一段落。因此，他一方麵下令29軍依照協議撤軍，並且拆除在北平備戰的防禦工事；一方麵電告南京，要求中央停止派孫連仲等部隊北上，同時不接受中央提供的備戰軍火。蔣介石為了避免大敵當前時出現中央與華北當局不和的局麵，勉強同意宋的協議報告，但希望宋哲元能在協議上為中國爭取到更多的人事自主權，並星夜派遣與宋哲元熟識的戈定遠、熊斌北上，親自向宋解釋中央抗日的決心與立場，希望他能夠加以配合。
就在宋哲元完全向日本壓力屈服的第二天，日本在豐台的軍隊不但不按照協議撤軍，反而以密集的重炮，猛轟盧溝橋與長辛店的中國守軍陣地。
日軍根本毫無移防的跡象，大軍源源不絕地從關外以及朝鮮等地進入平津地區。局勢已經非常的明顯，日軍在平津一帶開始形成合圍的優勢兵力。但是宋哲元卻拒絕麵對事實與危機，仍然相信日本人會遵守協議，和平解決盧溝橋事變。
這時，華北日軍尚未最後完成集結，仍在玩弄緩兵之計，誘中方與其進行停戰談判。宋哲元和冀察當局也一再向日方讓步，基本上滿足了日軍的要求，使日本擴大侵略戰爭失去了借口。
在杉山元授意下，和知鷹二從東京回天津不久，就讓日本的華北駐屯軍在平津地區製造了廊坊和廣安門事件。
廊坊是北平和天津之間的重要戰略據點，從天津攻北平，必占廊坊。這裏自古即為兵家必爭之地。1937年7月25日，滿天陰雲，天氣悶熱。從朝鮮派到華北的日軍第20師團的一個中隊，乘火車突然由天津開到廊坊，借口修理天津至北平的電話線，下午4時30分在廊坊車站下車，公然在車站布置警戒，禁止站外行人進站。