卢沟桥事变发生时，国民政府行政院院长兼军事委员会委员长蒋介石正在江西庐山。1937年7月8日上午，他收到了宋哲元关于卢沟桥事变的电报。
蒋介石的第一个反应是：全面战争可能真的来了。
蒋介石复电宋哲元：
宛平城应固守匆退，并须全体动员，以备事态扩大。此间已准备随时增援。
无法确切地知道，至少在名义上是中国军政首脑的蒋介石，于庐山上那个云雾缭绕的早晨思考了什么。这个生于中国浙江的南方人，对北方的卢沟桥并不特别熟悉，然而他一旦面对军用地图，就可以立即得出结论：日军之所以要占领那座桥，是因为那座桥扼守着平汉铁路。一旦日军控制了这个由北平向南一直延伸到华北大平原的交通要点，不仅可以把整个北平收入囊中，还可以打开沿着平汉铁路南下中国的大门。这么多年与日本人打交道的经历，让蒋介石作为一个大国的首脑历尽惶恐、迷茫、屈辱和愤怒，往事堆积叠加起来逐渐确立了他的信念，那就是用中国式的宽容和忍让求得与日本邦交的正常化，不但可望不可即，而且根本就是中国的一厢情愿。由此，蒋介石制定了应对卢沟桥事变的方针：不屈服、不扩大、不求战、必抗战。
对于全中国的抗日怒吼来讲，“必抗战”三个字已经足够了。
蒋介石接连发出的电报，都是基于应战的准备——他命令开封以西部队派出一个师开赴黄河以北，再准备两个师以备随时出动；命令位于平汉铁路附近的第二十六路军抽调两个师，向石家庄或保定集中；命令第四十军及第八十四师同时开赴石家庄；命令正在庐山参加暑期训练团的将领们全部下山归队，准备打仗。最后，蒋介石致电南京军事委员会办公厅主任徐永昌、参谋总长程潜、训练总监部总监唐生智、军政部部长何应钦：
倭寇挑衅，无论其用意如何，我军应准备全部动员。各地皆令戒严，并准备宣战手续。除前令各部开动外，第二十一、第二十五各师，亦令动员候调为要。
毫无疑问，庐山上的蒋介石听到了全国对日的怒吼之声，并且他知道这一次的怒吼不同往常。在作出重大抉择之后，蒋介石希望知道各方民意究竟如何。于是，他给各路军阀发出了一致抗战的号召，并召集他们与各界名流一起上庐山，共商国家对日战争将要涉及的所有问题。令蒋介石没有想到的是，一直与他争权夺利，乃至与他开战厮杀的各路军阀们，这一次竟对他的号召报以了从未有过的热烈响应。
1937年7月17日，蒋介石在庐山发表谈话，指出“卢沟桥事变已到了退让的最后关头”，“再没有妥协的机会，如果放弃尺寸土地与主权，便是中华民族的千古罪人。”对于在卢沟桥战斗中英勇抗敌的29军，全国各界报以热烈的声援。各地民众纷纷组织团体，送来慰问信、慰劳品；平津学生组织战地服务团，到前线救护伤员、运送弹药；卢沟桥地区的居民为部队送水、送饭，搬运军用物资；长辛店铁路工人迅速在城墙上做好防空洞、挖好枪眼，以协助军队固守宛平城；华侨联合会也致电鼓励第29军再接再厉。七七事变爆发后，日军的进攻遭到了中国军队的顽强抵抗。日军见占领卢沟桥的企图实现不了，便玩弄起“现地谈判”的阴谋，一方面想借谈判压中国方面就范，另一方面则借谈判之名，争取调兵遣将的时间。
7月9日、11日、19日，日本华北驻屯军与冀察当局三次达成的协议，都被卢沟桥时断时续的炮声证明是一纸空文。“现地谈判”使日军赢得了增兵华北的时间，但它却蒙蔽了冀察当局的视线，迟缓了第29军部兵应战的准备，给平津抗战带来极大危害。
到1937年7月25日，陆续集结平津的日军已达6万人以上。日本华北驻屯军的作战部署基本完成之后，为进一步发动侵华战争寻找新的借口，又在7月25日、26日蓄意制造了廊坊事件和广安门事件。
26日下午，华北驻屯军向第29军发出最后通牒，要求中国守军于28日前全部撤出平津地区，否则将采取行动。宋哲元严词拒绝，并于27日向全国发表自卫守土通电，坚决守土抗战。同日，日军参谋部经天皇批准，命令日本华北驻屯军向第29军发动攻击，增调国内5个师约20万人到中国，并向华北驻屯军司令官香月清司下达正式作战任务：“负责讨伐平津地区的中国军队。”血战平津已再所难免。中国军队随之奋起抵抗，血染平津路，壮士报国恨。