宋哲元将军负责维持冀察危局，力求不辱国体，但日军威胁利诱，日甚一日。宋哲元进退为难，穷于应付，日夜彷徨，无计可施，不得已借省亲为名，退居山东乐陵原籍，暂避其锋。而以佟麟阁代理二十九军军务，直接负军事指挥之责。佟麟阁身负二十九军指挥重任，时时以国家处境之危，提醒部下，教育士兵，并随时将敌我双方的情况向宋哲元将军报告，使上下无所隔离。同时，在这危难之时，他与二十九军的冯治安、赵登禹、张自忠、刘汝明诸师长精诚团结，共赴国难。
1937年7月6日，日军驻丰台的清水节郎中队要求通过宛平到长辛店地区演习，守军三十七师不许，相持达十余小时，至晚始退去。二十九军当即作了应变准备，严阵以待。6日夜间，日军在卢沟桥附近演习，23时左右又在宛平东方鸣枪数响，借口失踪日兵一名，要求进入宛平搜寻。二十九军守军对日军的寻衅，予以严词拒绝，戒备愈严，日军不能得逞。日本驻北平使馆武官松井亦于当夜24时以电话通知我冀察当局，声请进入宛平县城搜寻士兵，被婉言拒绝。未几，松井又以电话相告，将以武力保卫前进。7月7日拂晓，日军一个中队突然向二十九军卢沟桥守军发起攻击。佟麟阁随即命令三十七师师长冯治安和何基沣旅长坚决抵抗。该旅吉星文团金振中营遂奋起抗击日军。卢沟桥的枪声，响彻华北大地，全国紧急动员，八年抗战就此开始。
七七事变发生后，佟麟阁即在北平南苑召开二十九军全军将校会议，慷慨陈词，他说：“中日战争是不可避免的。日寇进犯，我军首当其冲。战死者光荣，偷生者耻辱；荣辱系于一人者轻，而系于国家民族者重。国家多难，军人应当马革裹尸，以死报国。”反复阐述，闻者动容。随后，他立即以二十九军军部的名义向全体官兵发出命令：凡有日军进犯，坚决抵抗，誓与卢沟桥共存亡，不得后退一步。并由二十九军副参谋长张克侠（中共地下党员）、一三二师师长赵登禹等前往山东向军长宋哲元汇报情况，请其返北平坐镇。宋哲元于7月11日下午抵达天津。二十九军卢沟桥抗战，受到全国军民团体的热烈拥护，先后打来电报，一致拥护二十九军坚决抗战。二十九军于7月13日复电表示：“保卫国土，义不容辞，慷慨赴义，分所当然。”
7月7日在卢沟桥的激战，至8日凌晨4时稍停。11时至12时，日军两次向卢沟桥发炮共一百八十余发，卢沟桥车站附近煤区被日军占领。同时，日军由永定河东岸向河西岸推进，抢夺卢沟桥。卢沟桥桥西的守军金振中营的一个排顽强战斗，全排殉难。宛平城西门城楼某连长，眼见日军前进，气愤已极，不待命令，即派一排冲出西门往援。该排士兵手持大刀、手榴弹偷偷接近日军，举刀砍杀，声震四野，日兵猝不及防，被砍杀三十余人，生擒一人。
8日，北平市长秦德纯派魏宗瀚、王冷斋、李薪雨三人与日本驻北平使馆武官松井、今井会商解决办法。9日达成协议，双方将卢沟桥驻军后撤，交石友三保安队接防。日方利用谈判作为缓兵之计，从东北调兵入关，扩大对中国的全面侵略战争。10日，日军攻宛平，下午16时围城，石友三的保安队死守宛平应战。
北平至卢沟桥及丰台铁路被日方炸毁。在保卫卢沟桥战斗中，金振中营官兵立下“宁为战死鬼，不做亡国奴”的誓言，坚守阵地。回龙庙阵地三失三得，伤亡惨重。我军击毙日军大队长一木清，金振中营长亦身负重伤。
12日，蒋介石命令二十九军就地抵抗。当日，我军奋勇攻击，夺回卢沟桥。
13日，我军坚守之。14日，日军对北平采取包围态势，并犯南苑。佟麟阁指挥驻南苑守军迎击，击退日军。
二十九军长宋哲元由山东返回天津后，受群奸包围、日方压迫，不能自主。
佟麟阁目睹更大的危机随时即发，事不宜迟，急电宋哲元陈述利害，请其速返平坐镇，免为津沽群奸出卖。不料，14日日本驻屯军司令香月向宋哲元提出反共、禁止排日言论、取缔排日团体及抗日民众运动、中国驻军撤出北平等七项要求，限于19日前答复。宋哲元在此严重国难时刻，竟在日伪胁迫之下，承认香月所提出的七条要求。19日，宋哲元由津返平后，欲下令打开封闭的城门，撤除防御沙包，查禁抗日书报，准备实行“中日共同防共”。佟麟阁、冯治安力持不可。佟麟阁说：“军长若有不便，请回保定，以安人心，平津责以佟某可也。万一变故而敌来犯，某决心以死赴之，不敢负托。”宋哲元乃从佟麟阁之请，决心抗战。
20日，日军再攻卢沟桥和宛平县城，我军坚决抵抗，日军被迫退回丰台。与此同时，大红门也发现了日军，丰台、南苑继续发生战斗。21日，日军总攻宛平，同时炮击长辛店，轰炸廊坊，我军伤亡重大。25日，二十九军军长宋哲元回到南苑军部，与佟麟阁会商抗战问题。27日，宋哲元通电表示：日人欺我太甚，不可再忍，拒绝日方一切无理要求，为国家民族生存而战。
7月27日，日军由廊坊进犯团河。28日，日军由通县、丰台调集陆空军进攻南苑。当时驻守南苑的有二十九军卫队旅、骑兵第九师留守处、军官教导团、平津大学生军训团等官兵两千余人。佟麟阁与从任丘赶来的一三二师师长赵登禹一起指挥部队，英勇打击日军，一部在外围与日军交战，一部在内固守，抱定誓与阵地共存亡的决心。日军集中火力，重炮猛轰，飞机狂炸。我军虽炮械较敌为劣，但士气却旺于敌，由拂晓至午后，双方伤亡均惨重，然日军终未能进我阵地一步。在战斗前，佟麟阁特意对赵登禹说：“既然敌人找上门来，就要和他死拼，这是军人的天职。”赵登禹亦自豪地说：“在喜峰口那次战斗中，我们还不是把他们打得落花流水了！等着瞧吧！”这时，忽报大红门又发现日军，佟麟阁恐被其切断北路，乃分兵亲往堵击，寡不敌众，被日军四面包围，遂利用地形，继续与敌苦战。佟麟阁在指挥右翼部队向敌人突击时，被敌机枪射中腿部。部下劝佟麟阁稍退裹伤，他怒目圆睁地说：“情况紧急，抗敌事大，个人安危事小……”执意不肯，愈奋勇当先杀敌。我军官兵泪如泉涌，个个冲向敌人拼搏冲杀。如此战斗极惨烈，我军伤亡甚大。这时，敌机又来狂轰滥炸，佟麟阁头部又受重伤，壮烈殉国。是役，我抗日军队官兵死伤约一千余人，在中华民族抗日战争史上写下了最早为国抗战捐躯的光辉篇章。佟麟阁为中国抗日战争中牺牲的第一位国民党军高级将领。28日下午，在大红门战役中，佟麟阁最亲密的军中友人赵登禹将军亦壮烈殉国，时年41岁。
佟麟阁、赵登禹两位将军在抗战之初，以血肉之躯，奋勇扞卫国家尊严，誓死保卫任何人都不可侵犯的中华民族利益，死于保卫北平之战，大节凛然，丰功伟烈，天地为之动容，山河为之悲泣。噩耗传出，北平市民无不落泪，全国军民、海外侨胞同声哀悼。国民政府于1937年7月31日发布褒恤令，追授佟、赵两将军为陆军上将，生平事迹，宣付史馆，以彰忠烈。在延安，毛泽东称之为“给全中国人以崇高伟大的模范”。
此后，通过中国红十字会，由冀察政委会外交委员会派秘书欧秋夫率警卒十余人，乘中国红十字会的汽车于7月29日疾赴永定门外，寻觅到佟麟阁将军的忠骸。佟麟阁全身浴血，面目模糊，一行人目睹此状，放声大哭。少顷，遂将遗体运回城内，交予佟麟阁夫人彭静智及其子女。彭静智痛不欲生，昏倒在地，子女悲声难禁。此后，佟麟阁的尸骨被家人隐姓埋名，寄厝于北新桥柏林寺中。老方丈仰慕将军为国捐躯精神，保守寄柩秘密，直到抗战胜利。
1943年1月1日，国民政府在重庆举行表忠盛典，宣布抗日殉国将军佟麟阁、赵登禹等应一体入祀首都忠烈祠，并同时入祀全国各省市忠烈祠。
1946年3月29日，在北平八宝山忠烈祠，隆重举行入祀大典；并将北平西城区两条路命名为“佟麟阁路”、“赵登禹路”，以为纪念。7月28日，在佟麟阁将军殉国九周年，移葬香山兰涧沟。
1979年，北京市人民政府将佟麟阁的墓地修葺一新。8月，中华人民共和国民政部发出通知，追认佟麟阁为抗日阵亡革命烈士。
1980年7月28日，北京市政协和北京市民革在香山隆重举行仪式，纪念佟麟阁将军殉国四十三周年。
1985年8月13日，在中国人民革命军事博物馆展出佟麟阁遗像史料、墨宝并佟麟阁雕塑肖像一座，以此让世人永远纪念这位为中国抗日战争中牺牲的第一位国民党军高级将领、抗日爱国英雄。
佟麟阁殉国时，年仅四十五岁。父佟焕文和母胡太夫人均在堂。佟麟阁与妻子生有子女六人：长子荣萱、次子荣芳（今名佟兵）、长女克修（又名风华）、次女雅农（又名风琴）、三女亦非（又名风鸣）、四女亦君（又名风州）。佟麟阁牺牲后，佟氏一门孤寡，陷于孤城，乃改名换姓，忍辱八年。
佟麟阁夫人彭静智，又名瑞卿，生于1895年农历六月十九日，逝于1968年6月6日。素有贤行，敬老育幼，勤俭持家，夫妻相敬如宾。在生活上，夫人对佟麟阁照顾周到有加。如丈夫在家，亦常伴佟麟阁将军夜间办公至深夜。佟麟阁对妻子亦爱护备至，教她学文化、阅读书报和写信；体贴夫人辛劳，时常抽空陪她郊游；还把夫人的贤德撰拟成词：“瑞卿夫人，随我廿年。戎马颠簸，历尽艰危。含辛茹苦，风雨同舟。尊老育幼，克勤克俭。镌此数语，永志不忘。”并将此词刻于手镯，作为纪念。彭静智早年随佟麟阁在驻军营地，响应冯玉祥将军号召，组织军属纺纱织布，为将士做被服，深受将士敬佩，冯玉祥将军称她为军属模范。北伐战争中，佟麟阁在前线作战，交通受阻，军饷不济。彭静智自告奋勇，化装冒险，亲送款项。佟麟阁初见，颇为惊异，及至问明来意，倍加敬重。
所以，佟麟阁常对子女说：“我事业的成就，一半归功于你们的母亲。”
佟麟阁将军殉国后，日军占据北平。彭静智避寻衅，又以将军廉而贫，乃徙居陋巷，事翁姑，教子女，殚精竭虑，含辛茹苦；还要把将军殉国之事瞒过翁姑，只说将军随军南下抗战，不能回来，每日强颜欢笑，安慰二老；有时二老念子甚，日倚门望音书，夫人乃伪为将军家信，读之听，以释悬忧；善事翁姑，如将军遗志。
佟麟阁治家，遵循《朱子治家格言》，悬于中堂。他还信仰李二曲（清李颐）和杨椒山（明杨继盛）之为人。常读《二曲集》和《杨椒山传家宝训》以自修，并在北平古旧书店购此两书，让副官关宪昌送到天坛公园放在石桌之上，供爱好者阅读或带走，借此流传，既不要钱，也不签名。
佟麟阁待子女严肃慈祥，子女敬畏自爱。他常常以古人“凿壁偷光”、“悬梁刺股”等故事教育子女发奋勤学，要求他们把习字、作业寄到军营中，亲自过目，批改寄回。佟麟阁在北平城内及香山寓所都有果圃菜园。在假日，他常与妻子带着子女种菜养花，培植果木，培养子女勤劳敦厚的品德，防止他们沾染纨绔习气。有空时，佟麟阁会给子女仔细讲述岳飞、陆游、越王勾践及冯玉祥将军的爱国故事，向他们灌输爱国思想；一起背诵先贤诗词，陶冶情操。1933年，佟麟阁在北平香山退居期间，有一次和子女朗诵岳飞的《满江红》，诵到“靖康耻，犹未雪；臣子恨，何时灭”时，佟麟阁忽拍案而起，凝视挂在墙上的地图中的东北三省，长叹不已。故佟麟阁最常嘱咐子女的，就是要求他们效法先贤，立志救国，誓死不做亡国奴。
佟麟阁事父母极孝，休假必回家看望双亲，与夫人子女团聚，享受天伦之乐。进餐时，家人未齐，将军从不举箸。父母有病，亲奉汤药。但自七七事变发生后，将军公而忘私，国而忘家，虽南苑与北平城内寓所近在咫尺，从未返回。
激战前夕，佟麟阁将军的父亲病重，家人多次促其归省，佟麟阁均以战事瞬息万变，不肯片刻离军。他挥泪传话告诉妻子彭静智：“大敌当前，此移孝作忠之时，我不能亲奉汤药，请代我孝敬双亲。”佟麟阁将军之忠孝，不可多得。
二十九军部属闻之，莫不感动流泪，誓死效命拼杀日本侵略军的疆场。
佟麟阁真伟丈夫也！慷慨壮烈，忠孝两全；燕赵有斯完人，足以自傲于世！
一片丹心，永跟党走——董振堂
董振堂（1895-1937），字绍仲，直隶（今河北）新河人。出身农民家庭。
十九岁高小毕业后考入冀县（今冀州）中学。1917年考入保定军官学校预科清河预备学校学习。1920年秋入保定军官学校炮校。1922年春保定军官学校第九期毕业后到冯玉祥部任职。1926年9月，任国民军联军第四师第十二旅旅长。1927年随冯玉祥参加北伐战争，升任国民革命军第二集团军第三十六师师长。后任十三师师长兼警备司令，第五师师长。1930年，参加冯玉祥发动的讨伐蒋介石的豫西战役，任国民军第二十六路军第二十五师七十三旅旅长。1931年12月14日，与季振同、赵博生、黄中岳等一起率领第二十六路军的一万七千名官兵在江西宁都举行武装起义。
部队编为红军第五军团，任副总指挥兼十三军军长，后任军团长。在赣州、龙岩、南雄、水口等战役以及第四、第五次反“围剿”中立下卓着战功。1932年加入中国共产党。1934年当选中华苏维埃共和国中央执行委员会执行委员；10月，率部参加长征，担任全军的后卫，曾三次率部过草地，多次出色地完成了阻击国民党军的任务。1935年1月，出席中共中央政治局扩大会议（遵义会议）。1936年1月，红五军团改称红五军，任军长；后奉命率部参加西路军；12月，任中央革命军事委员会委员。1937年1月20日，奉命率部坚守甘肃高台，在与国民党军马步芳部的激战中壮烈殉难。他是河北人参加长征的最高级别红军将领。
部队起义后，改编为中国工农红军第五军团，总指挥季振同，政治委员萧劲光，董振堂任副总指挥兼十三军军长，赵博生任参谋长兼十四军军长，政治部主任刘伯坚。董振堂和赵博生、季振同等将领代表起义部队通过电台向全国发出《中国工农红军第五军团宣言》，声明原二十六路军全体官兵宁都起义后永远受中华苏维埃共和国中央革命军事委员会的指挥，永远在中国共产党领导之下，实行土地革命，打倒国民党反动军阀，推翻帝国主义在中国的统治，完成中华民族的解放和统一。声明呼吁一切国民党军官兵掉转枪口，站到苏维埃这边来。