赵登禹率部星夜跑步急行军40华里，在日军之前抵达喜峰口孩儿岭，并将敌先头部队击退，在孩儿岭及口门一线稳定了前沿。为了有效消灭进攻阵地的敌军，赵登禹要求部队待敌进至百米之内，再突然出击，以手榴弹炸，用大刀砍。由于两军混杂，使敌飞机、大炮、坦克无法发挥作用。入夜，赵登禹又利用敌军警戒疏忽，率部从两翼迂回敌人侧后，进行包抄袭击，打得敌人措手不及，死伤甚众。战斗中，赵登禹腿部被炸弹击伤，但仍裹伤出击率部众与敌肉搏相拼。激战数日，敌人多次攻击不果，锐气尽挫，中国军队取得喜峰口战役胜利。喜峰口战役，共歼灭日军五六千人，狠狠地打击了敌军的嚣张气焰。
全面抗战爆发后，7月下旬，日寇调集数以万计的日军在飞机和坦克的掩护下，分别向北平、天津以及邻近各战略要地大举进攻。担任132师师长的赵登禹，率部抗击日军入侵，守卫北京城外的南苑。日军出动40余架飞机轮番轰炸阵地，并有3000人的机械化部队从地面发动猛烈攻击。132师将士在赵登禹的率领下，不畏强敌，奋勇抵抗。日军将中国军队切成数段，分割包围。部队孤军作战，在敌人炮火和飞机的狂轰滥炸下，损失惨重。赵登禹率部誓死坚守阵地，拼死抗击。7月28日，在奉命向北平撤退途中，遭致日军伏击，壮烈殉国，牺牲时年仅39岁。
