中国军队终于主动出击了！他们占据有利地形，利用早已筑好的工事，给敌人以猛烈的打击。日军没带重武器，加之立足未稳，又一贯轻视中国军队，仓促应战，伤亡惨重。但仍占据车站进行顽抗，等待援军。廊坊驻军决定争取主动，在拂晓前将车站内现有敌人全部歼灭，夺回车站，以便天亮后对付增援的日军。
夜10时，崔团长亲率三营主力，进入了攻击准备位置。部队即将进攻之时，刘振三命令：撤销向车站进攻的计划，速将部队撤回原驻地，听候处理。并说，北平方面敌我双方都已派出调解人，很快便会来廊坊进行调解了。一次歼敌报仇的战役，一次为国立功的机会，就这样在“调解”、“避战”的指示下丧失了。战士们愤愤地执行着这个命令，极不甘心地撤回了原驻地。
午夜已过，不见调解人员到达，倒是敌人增援列车由天津开往廊坊的消息先传了过来。三营官兵又一致请求拆毁铁路，以主力部队袭击日军增援部队，但是，旅部只同意派一个连去伏击来敌。
三营刚把一个连队派到廊坊车站东南阵地上，旅部又指示：速将该连撤回营房，伏击来敌的命令取消。一心准备打击侵略者的战士们，说什么也不愿撤退，他们表示“愿与阵地共存亡”。团部几经说服，才分两批撤回。
廊坊战斗开始后，华北驻屯军当即于午夜12时派七十七联队千余人增援廊坊日军，此外，还命令驻屯军步兵旅团第二联队第二大队在乘火车去北平途中经过廊坊时，下车参加该地战斗。
26日晨2时，27架飞机开始在廊坊上空轮番轰炸。上午8时，日军增援部队基本到达，立即在飞机和装甲车配合下，对中国守军阵地发动攻击。
二十九军爱国官兵虽然打的是被动仗，但他们不畏牺牲，沉着应战，顽强地坚守着阵地。战至上午10时，整个营区已成为一片火海，车站营房均被摧毁，中国守军伤亡惨重。
刘振三见此状，对崔振伦说：营房没有死守的必要，你可命三营从速撤出营房，免受无谓的牺牲。说完，便钻进营区围墙外的高粱地中，扔下阵地和战士们走掉了。
崔团长找到邢营长，商议了一下撤退事宜，也匆匆追赶旅长去了。第三营官兵一边抵抗日寇的陆空联合进攻，一边利用青纱帐撤退。
下午1时，日军占领了廊坊。
炽热的枪炮声沉寂下来，弥漫的硝烟已被夜幕笼罩。刘振三带着部队一直跑到离廊坊30里之外的安次县城关。战士们厌恶这样的撤退，在后面掩护撤退的张连长，看见一列日军兵车从天津经落垡站开出，不顾及上司的命令，指挥部队冲上去，机关枪、手榴弹一齐上，直打到心中痛快了，才撤离该地。
这时，刘振三已和天津、北平失去了联系，既不了解卢沟桥方面以及全局的战况，也得不到军部和师部的指导，形成了独立作战和盲目作战的局面。下一步怎么办？刘振三等人左右为难，拿不定主意。
安次县县长请旅长、团长等用餐时，非常婉转地说，廊坊的情况，不管是时间上、地点上和敌情上，都和卢沟桥不一样。比如上级指示，虽命令不得向敌开火，可是也没命令撤出廊坊。如果为了一时的态势不利而撤出，应当伺机恢复廊坊，庶不致有过。
刘振三等人听了，心中很不安。战士们对这次战斗也十分不满，要求打击敌寇、夺回廊坊的呼声很高。刘振三考虑再三，决定由崔振伦率全团官兵，27日夜袭廊坊，夺回阵地。
27日上午，崔团另外两个营到达安次县城关，稍事休整。下午，全团一齐向廊坊方向移动，黄昏前到达离廊坊10里左右的北史家务。午夜，主攻部队第一、二两营悄悄向廊坊靠近，乘敌不备，发起猛攻。日军从梦中惊醒，仓猝应战。我军兵力比敌人多，又熟悉地形，特别是战士们报国心切，斗志旺盛，所以打得很顺手。激战一小时后，敌人除伤亡者外，大部分慌张逃窜，只有少数人躲在车站建筑物内，未及逃走；敌人一列伤兵车上的伤员、保卫以及医务人员全部被歼。廊坊车站大部已为我军占领。战士们欢呼着，准备歼灭负隅顽抗的那部分敌人，夺取最后胜利。
又是在歼敌的关键时刻，因旅部了解到平津情况均不好，便下令拂晓前撤兵。中国军队再次离开了自己的阵地。
廊坊一战，是中国军队主动出击的胜利战役，但是，这样的战役打得太少。二十九军上层和、战不决，企望和平，使下层官兵受到极大束缚，和许多战机失之交臂。
廊坊失守后，军部才命令刘振三旅：和谈绝望，遇敌就打。刘振三等人不再顾虑先敌开火而招致处分了。先敌开火的士兵王春山、蒋排长和袭击敌人列车的张连长都受到了嘉奖。可是，在全局处于被动挨打的情况下，廊坊驻军取得的胜利，已不可能扭转失败的大局了。我军撤出廊坊后，日军迅速占领了该地，断绝了我军平津之间的交通，二十九军陷入了更加危急、被动的局面。