从7月中旬开始，中日双方在上海进行秘密谈判，日本提出四项停战条件，并坚持中方先从长城前线撤军，否则不予停战，使谈判进展缓慢。

而日本陆军大臣荒木贞夫认为战争的“扩大与不扩大要对时间、地理、兵力三方面进行考虑，如时间能缩短，地域和兵力的扩大都可认为是次要的，时间的延长才是大忌”。

于是陆军省与小矶国昭新制订了“以迫和为主”的沿长城线作战计划。

武藤信义遂8月3日下达作战命令，其要点为“决续予敌以铁锤的打击，以挫其挑战的意志”。

此时日方对谈判已不感兴趣，而着手准备以更大规模的作战来夺取整个冀东地区。为此，将在黑龙江的第14师团之28旅团调至长城一线。

在长城一线参战的中国军队已坚持了数月之久，人员、弹药消耗都很大，战斗力已经下降。

何应钦也一再致电蒋介石，要求蒋增派援军和增加财政补助，以利作战。

这时，国民政府的中上层中枢机构，特别是军委会北平分会已对长城抗战失去了胜利的信心。

在7月下旬的时候，何应钦已作了收缩兵力、确保平津的部署。

8月26日日军以第8师团西义一部在飞机大炮掩护下向傅部阵地进攻。

时中国军队总指挥傅作义亲临指挥，全体官兵抱定“有我无敌，有敌无我”的牺牲精神英勇抵抗。

董其武团在牛栏山一带，孙兰峰团在怀柔以西阵地，与敌白刃相接，奋勇搏杀，多次打退敌人的进攻，双方形成拉锯态势。

然而，正当傅作义指挥的中国痛击顽敌，英勇苦战时，17日晚黄郛在北平竟然接受了日方的停战条件。

何应钦随即令傅作义停止战斗，撤出阵地。傅作义接到停战撤退命令，无比愤慨，质问说：“怎么抗日还有罪？”并且立场坚定的坚持“只有日方先撤，我们才能撤，否则我们决不后撤。”

经交涉之后双方答应同时后撤，傅作义才忿然下令撤兵。

长城抗战的最后一战，就这样宣告结束。