七月的南京，骄阳似火，热浪灼人。
卢沟桥事变发生时，国民政府军事委员会委员长蒋介石与新上任的外交部长王宠惠均在庐山牯岭消暑，军政部长何应钦则远在重庆巡视。可见，南京中央的要人们对于事变的征兆毫无察觉。
7月8日辰时（9时至10时），常驻北平的军政部参事严宽向何应钦（并转蒋介石）发出了第一份报告事变消息的电报。外交部也在8日上午得悉了事变爆发的消息，并作出了反应：下午，外交次长陈介约见日本大使馆副武官大城户三治，向日方提出口头抗议，劝告日方停止军事行动。
9日，陈介又约见了日本大使馆参事日高信六郎，重申了抗议。蒋介石闻报后，立即作了“宛平城应固守勿退，并须全体动员，以备事态扩大”的指示，希望局部解决事变。在当天的日记中，蒋介石写道：“倭寇在卢沟桥挑衅矣！彼将乘我准备未完之时使我屈服乎？或故与宋哲元为难，使华北独立乎？”这表明，蒋介石对于日寇制造事变的意图还不明了。
9日上午，蒋介石一面电令宋哲元迅速从山东乐陵赶赴保定坐镇指挥，一面密电第二十六路军孙连仲部由平汉线方面调两个师，第四十军庞炳勋部一个师另一个旅，万福麟的第五十三军以及商震部队向石家庄、保定方向开进，令第十师、十七师、二十一师、二十五师、八十三师以及第三军集结待命，并令何应钦、王宠惠立即赶回首都南京，负责主持军政与外交处置。
宋哲元于9日当天接获电报后复电蒋介石，表示：“华北部队守土有责、自当努力应付当前现况，职决遵守‘不丧权、不失土’之意旨，誓与周旋。”
蒋介石仍放心不下，又于次日连续给宋哲元去电两封，令宋哲元“从速构筑预定之国防线工事，星夜赶筑，如限完成为要”。并强调：“守土应具决死决战之决心与积极准备之精神应付。至谈判，尤须防其奸狡之惯伎，务期不丧失丝毫主权为原则。吾兄忠直亮节，中所素稔。此后尚希共为国家民族前途互勉。”
同日，国民党政府还决定设立石家庄行营，任徐永昌为主任，督导冀察军事行动。
9日下午3时，王宠惠飞抵南京，并于次日向日本大使馆发出了口气比较强硬的书面抗议，要求日军立即撤回原防。
11日，外交部发言人举行记者招待会，揭露事件真相，斥责日本侵略。对于中国外交部接二连三的抗议，日本方面不但置之不理，反而发表反声明，指称中国方面“非法炮击及排日侮日”，要求中国政府道歉和“迅速反省”。
同日，日本驻南京领事馆奉东京训令向中国政府提出，卢沟桥事变系“地方事件”，日方直接与华北地方当局交涉，不希望中国政府过问，企图排斥中国政府对事变的处置权。针对日方“现地解决”的阴谋，外交部发表声明：“此次议定或将来待成立之任何谅解或协定，须经中国政府核准方为有效。”同日，外交部派遣杨开甲、孙丹林为特派员，前往北平，协助冀察当局对日交涉。其后，外交部又多次与日本方面直接交涉，但均未取得任何结果。
10日晚，军政部长何应钦由重庆乘飞机返抵南京。次日晚9时，他在部长官邸大客厅召开卢沟桥事件第一次会议。会商弹药、粮秣、燃料的准备与储存、各地部队的现状与调动、新到武器的装备及空军的使用等问题。会上还透露，蒋介石指示在熊斌与曹浩森两位参谋次长中选派一人赴北平，传达中央旨意。12日，国民政府发布了军事征用令。
住在庐山牯岭海慧寺别墅的蒋介石也十分忙碌。
12日下午，他召集汪精卫、程潜、陈诚等高级文武官员协商对策，决定了下列方针：应战而不求战，作和、战两手准备，力求局部解决，万不得已时不惜一战。基于这个方针，应扩大动员范围。当天下午7时，蒋介石对驻防陕西、河南、湖北、安徽、江苏的国民党军队发布动员令，命令上述部队向以郑州为中心的陇海、平汉两条铁路线集结；同时令山东省政府主席、第三路军总指挥韩复榘担任津浦路北段的防守；令平汉、陇海、津浦3铁路局集结军用列车，各汽船公司将船只回航到指定地点备用；在南昌的中央军飞机30架立即编队飞行北上。当晚，蒋介石在日记中写道：“战事势必扩大，不能不亟谋应付之方。”其“应付之方”大概即指以上措置。
同日，军委会侍从室第一处主任钱大钧奉蒋介石旨意以长途电话将上述决定告知秦德纯，随后又发一电报强调，“此刻如日兵尚在对峙而不肯撤退，则彼必待其关东部队到后积极进攻，决无疑义，望从速切实加紧备战，万勿受欺”。
当晚，何应钦在卢沟桥事件第二次会议上，决定派熊斌北上，向宋哲元传达蒋介石“不挑战，必抗战”的旨意。具体机宜是：“如宋主任因环境关系认为需要忍耐以求和平时，只可在不丧失领土主权原则之下与彼方谈判以求缓兵，但仍须作全盘之准备。卢沟桥、宛平城不放弃。如二十九军需要子弹与军实，中央可以源源补充。”
15日，国民政府外交部照会日本驻华大使馆，对日军扣押北宁铁路车辆运输兵械，侵犯中国主权，肆意扩大事态，提出抗议。
16日，国民党当局密商红军参战事宜。为防泄密，蒋介石与何应钦的来往密电中，将中共称为“第三者”，将延安称为“肤施”。在此之前，蒋介石曾责成西安行营厅长侯天士与叶剑英接洽红军参战的具体办法。叶剑英提出了“担任平绥线作战任务，并愿以一部深入敌后打击敌后”等4条建议。何应钦认为“似可照办”，并“予以慰勉”。
同日，国民政府将卢沟桥事件的备忘录送交九国公约签字国及苏德等国，敦请他们注意，并宣布：“中国政府已通告各国政府，凡日本强令华北地方当局所缔结之协定，非经中央政府核准者，中国概不加承认。”
在16日举行的卢沟桥事件第六次会议上，唐生智还进一步提出“：如宋被奸人包围，签字撤兵，二十九军内部分化，中央如何办理？”
程潜答复说：“倘若如此，中央应严申纪纲。”在禁止冀察地方当局单独对日妥协的同时，国民政府却通过英国驻华大使许阁森向日方试探妥协的可能性。
许阁森通过美国驻日使馆向日本表示，蒋介石准备自7月17日起调回军队，望日本也采取同样行动，中国政府并准备预作安排，以使双方卷入冲突的军队各回原防。
但是，日本方面对此不予理睬，继续向华北增兵，形势愈益紧张。
妥协的可能性十分渺茫，蒋介石感到不能不有所表示。
17日，蒋介石在牯岭海寒寺对应邀前来的各大学校长、教授、新闻界和社会知名人士等100多人发表了“庐山谈话”。他说：“中国民族本是酷爱和平，国民政府的外交政策，向来主张对内求自存，对外求共存。……和平未到根本绝望时期，决不放弃和平，牺牲未到最后关头，决不轻言牺牲。”“我们既是一个弱国，如果临到最后关头，便只有拼全民族的生命，以求国家生存。那时节再不容许我们中途妥协。须知中途妥协的条件，便是整个投降、整个灭亡的条件。全国国民最要认清楚所谓最后关头的意义。最后关头一到，我们只有牺牲到底，抗战到底！唯有牺牲的决心，才能博得最后的胜利；若是彷徨不定，妄想苟安，便会陷民族于万劫不复之地。”他指出，中国政府对于卢沟桥事变的总原则是，“希望和平而不求苟安，准备应战而决不求战”，同时还阐明了中国政府最低限度的4点立场：“（1）任何解决，不得侵害中国主权与领土完整；（2）冀察行政组织不容任何不法之改变；（3）中央政府所派的地方官吏，如冀察政务委员会委员长宋哲元等，不能任人要求撤换；（4）第二十九军现在所驻地区，不能受任何约束。”谈话强调：“卢沟桥事件能否扩大为中日战争，全系日本政府的态度；和平希望绝续之关键，全系日本军队之行动。”“如果战端一开，就是地无分南北，年无分老幼，无论何人，皆有守土抗战之责任，皆应抱定牺牲一切之决心”。“如果放弃尺寸土地与主权，便是中华民族的千古罪人，那时候便只有拼民族的生命，求我们最后的胜利。”
19日，这个演说公开发表，并送交日本大使馆。但是，即使到了此时，蒋介石仍没有最后放弃和平解决的幻想。他仍然声称：“和平未绝望之前一秒钟，我们还是希望和平，希望由和平的外交方法，求得卢事的解决。”本此旨意，17日当天，国民党统帅部决定，在目前的形势下，既不对日宣战，也不对日绝交。这就为日后的对日妥协留下了很大的余地。
17日，日本驻华使馆副武官大城户要求会见何应钦，何以曹浩森代见。大城户向曹提交了书面警告，以威胁的口吻阻止中国军队增援平津。
晚上，又有日驻华大使馆参事日高信六郎前往中国外交部向王宠惠递交了最后通牒式的“备忘录”，要求中国“立即停止军事挑衅行动，不得干涉冀察当局与日本军方所订协定的实行”，并逼迫中国政府“立即给予适当的答复”。
19日，日驻华使馆武官喜多诚一连续找何应钦和程潜，粗野地责问中国政府为什么反对二十九军与日方的谈判？为什么违背《何梅协定》，派遣中央军进入河北？并扬言：“日本对此非常时局，已有重大决意，如中国抱有待日军撤退，中国军队始撤退之意，则局势必恶化。”
同日下午，外交部派科长董道宁赴日本使馆答复日高，并面交一份“备忘录”。备忘录一方面拒绝日方的无理要求，一方面抱着和平幻想再次向日方建议：“两方约定确定之日期，在此日期，双方准备同时停止军事调动，并将已派武装队伍撤回原地。”并表示，“我国政府愿极尽各种方法，以维持东亚之和平，故凡国际公法或国际条约对于处理国际纷争所公认之任何和平方法，如直接交涉，斡旋调解公断等，我国政府，无不乐于接受也。”
蒋介石也料到这种和平表示绝不会有什么效果，因此他私下对何应钦说：对日抗战，主意已定，对共产党的处置及战斗序列，应一早注意。
在当天的日记中，蒋介石也有同样的表示：“政府对和战表示决心，此其时矣！人以为危，我以为安。立意已定，无论安危成败，在所不计。
对倭最后之方剂，唯此一着耳！书告既发，只有一意应战，不再作回旋之想矣！”
果然，日本内阁不仅对备忘录的和平倡议不加理睬，反而通过了杉山元的“动员计划”，继续增兵华北，并指责局势的恶化完全是由于中国政府“缺乏诚意”；在天津，新到任的华北驻屯军司令官香月清司已命令部队完成在宛平地区的作战准备，并进入有利地形。
鉴于事态日益严重，国民党军事当局开始商讨作战计划与战法，并确定了战斗序列。22日，第十师、八十三师离开石家庄转往武强、献县一带集中，二十五师、十七师开抵石家庄集中。蒋介石并致电宋哲元，不同意拆除北平城内防御工事，要求二十九军“刻刻严防，步步留神，勿为所算”。
23日，国民政府宣布了“惩治汉奸法”，并准备设置“总动员设计委员会”，同时预定派出大员去石家庄主持工事构筑。
不过，在加紧作战准备的同时，蒋介石又对卢沟桥事变的和平解决作了最后一次“回旋之想”：23日这天，在召集军政大员会商之后，蒋介石认为冀察当局的对日妥协并没有超出自己期望的界限，于是按唐生智的办法追认了“冀察当局”于11日同日本签订的“秦—松协定”。另外，蒋介石还电令驻日大使许世英晤见日本外相广田，要求日本政府以“和平解决之愿望”，平息中日争端。哪知日本外务省官员竟然幸灾乐祸地回答：“今后为军人对军人交涉，非外交当局时期。”
在日本法西斯决心发动全面侵华战争的条件下，所有和平解决事变的努力都归于失败。平津局势不可遏止地趋向恶化，战火开始向廊坊蔓延。