经过一天的试探性攻击，日军终于弄清楚了当面之敌的状况。8月17日一早，鬼子在三条战线同时发动如潮水般的进攻，正在双方相持不下时，日军第3飞行集团的轰炸机编队，飞临阵地上空，直接对国军阵地来了个低空轰炸！
没有防空经验的国军顿时遭到重创。杜时忠此时已经接过了怀来车站和货运仓库的防卫职责，虽然怀来也遭到了敌机轰炸，但由于杜时忠采用的兵力前轻后重的布置，牺牲人数非常有限，还不足以动摇其防守阵线。
尝到甜头的日军第3飞行集团，正式加入了华北战役。经过三个白天连续不断的轰炸，8月19日下午，傅作义第35军坚守的怀柔首先出现溃败，北平防线出现巨大漏洞。汤恩伯的第13军将受到谷寿夫的第6师团和东条英机的关东军察哈尔派遣兵团的双重夹击。
8月19日晚，北平城内的29军，出现大面积士兵溃逃事件，被抓回的士兵就有700余人，逃掉的士兵竟然高达上千人。
宋哲元闻之大发雷霆，可这事实在不好处理。经过4天不停的战斗，赵登禹的132师的战损已经高达三分之二，赵登禹本人也牺牲在崇文门附近的城墙上，而这些逃亡的士兵，正是132师的残兵。
“军座，四天来只有我们挨炸的时候，从没见鬼子挨过我们的炮弹！军座，你放过我们吧！我们不是逃兵，我们只是想出去换一种方法打鬼子！”逃兵中的一个连长跪着说道。
宋哲元挥了挥手，表示：你们去吧。
宋军长这也是无奈啊。
这些士兵真不是逃兵？还真不是。不过，这事与国防军有一定关系。赵登禹师的这个连长，就是曾经率队监视日军东交民巷大队的连长，那次，他就差点死在日军手上，但战场上突然出现了救兵，那就是李雁冰率领的国防军闪电部队，双方算是合作歼灭日军大队后，这位连长与闪电部队的一个小队长聊了几句，聊着聊着，双方竟然是老乡，这样越聊越深入了，那个小队长把不属于保密的内容，能说的内容都给这位连长说了。让这位连长好生羡慕。可是，大家属于不同阵营，他也不可能离开29军，直接去投奔国防军。
现在，他的师长战死了，旅长身负重伤，团长战死了，营长战死了！可他却不能死，他要为上官报仇！可是，一直呆在29军能够报仇吗？因此，这个连长便有心去投奔国防军。
这位连长给几位心腹说了他的想法，可是这些心腹不但自己要去投奔国防军，还在132师的残军里面鼓动：要为师长、团长们报仇，只有去参加国防军！
这样一来，事情就闹大了。宋哲元作为一军之长，竟然就不知道这事？宋哲元当然是知道的，曾经，国防军要派一个团入驻北平帮忙防卫，宋哲元拒绝了；后来，要不是国防军两个团与第9骑兵师合作，将日军第20师团的炮兵、工兵、骑兵三个联队给灭了，上次说不定北平就保不住。也就是说，宋哲元欠着国防军的情呢，现在有士兵要投奔国防军，他就只能做个顺水人情，相当于两清吧。
8月20日，由冯治安师接过北平防卫，可是，士兵已再无战心，不到半天，崇文门就被鬼子攻破，日本钢军坂垣征四郎的第5师团蜂涌而入，北平宣告城破。宋哲元只得带领29军残部沿南苑向廊坊一带转移。
三路大军，败了两路，汤恩伯见事不可为，立即率领13军脱离战场，向蔚县、广灵方向转移。与历史上有所不同的是，汤恩伯的13军在历史上，可是牺牲了差不多一半的人马，但这次，却只折损了两千人左右，可取得的战果却是击毙击伤日军4000余人，算起来，略有盈余……
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