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武藤信义灵活地运用兵力，十天内就轻取热河之后，立刻决定依照计划扩大战果，以乘机为华北分裂，创造有利条件；他也想要痛击北上增援的中央军，以为日军在上海作战不利，挽回更多的面子。因此武藤规划的作战目标重点，不只在夺取热河，更是要进袭长城防线，特别是要狠狠的教训一下蒋介石的中央军，以打散蒋介石的国民政府所开始建立的威望与凝聚力。
蒋介石这时在张学良完全的配合下，果断地改组华北守军的战斗序列，由于援救热河已是不可能了，于是想在长城防线，给与日军攻势有效的遏阻，而东北军即成为争取布防时间的前方“炮灰”了。何应钦下令增援的中央军，于西北军宋哲元部、晋军商震部，跟在东北军之后，进驻地形险要的长城关口，正式迎战日军的攻势。
第四军团东北军的万福麟部，从热河南部退到长城防线之后，奉命坚守喜峰口，以待西北军宋哲元部的二十九军增援接防。东北军在日军猛烈的攻击下，伤亡极其严重，但给与了宋哲元部一个缓冲的时间。二十九军在三月七日抵达喜峰口阵地，即刻遭到日军的猛攻，于是宋哲元利用喜峰口复杂的地形，大胆抽调兵力，从侧面夜袭日军，这是刚攻占喜峰口高地的日军，根本没有想到的华军作战方式，竟然敢从侧面发动夜袭，而且是用短兵肉搏作战。在近身的肉搏战中，日军优势火力是无从发挥，反而是西北军的大刀比日军的刺刀管用，所以造成日军震撼性的损失，这就是著名的“喜峰口大捷”。接着上阵的西北军刘汝明部，也在喜峰口西边的罗文峪防守战中，对日军发动成功的逆袭，造成日军严重的伤亡，因此西北军一时声名大噪（大刀队也被渲染成为中国抗日的无敌利器）。
另外一只东北军王以哲部，则是奉命在古北口挡住日军的攻击，这是日军攻击的主力所在，目标是直扑北平，而与中央军进行决战。抵挡日军前锋的东北军从来就没有面对过如此正规作战的场面，在日军优势的陆、空联合炮火攻击下，遭到极其严重的损失，但是仍支撑到让关麟徽二十五师在三月十一日赶到古北口，占领阵地，而与日本第八师团主力接战。双方血战三昼夜，战事之惨烈，前所未见，日军使用陆空联合攻势，特别是其长程巨炮的火力，具有极大的杀伤力，造成华军所有的防御阵地几乎完全毁坏，师长关麟徽负伤，全师的伤亡超过一半以上。
日军几度组织敢死队进攻，才压迫伤亡惨重的华军二十五师，退到南天门布防。这时由黄杰的第二师接替迎战，在南天门防线，与日军展开浴血作战，这场作战维持了五天，由于全师伤亡极大，中央军的防线再度被迫南移到新开岭，由刘戡部接防，日军继续猛攻。就这样中央军轮番接战，日军也一再的增补兵力，双方力拼到五月十三日，由于中央军已经伤亡过重，而失去战力，不得不全线撤退，日军的兵锋前缘，就直逼北平近郊的密云附近了。
而正在此时，日军突然在四月二十日主动地从所攻占的滦东地区后撤，这是因为日皇已经关切到关东军“违命”，擅自越过长城进入关内作战的情况。裕仁在十九日接见参谋次长真崎大将，询问有关关东军为何会出现在关内之后，迫使军部急电关东军司令官武藤，命其撤军。武藤当然不敢公然违抗敕令，所以立刻将关东军从滦东调回关外。但是由于板垣征四郎企图策反汉奸，制造华北自治的计划正在进行到紧要关头，因此急电关东军不能撤回关外，否则整个策反计划将会功败垂成。最后武藤只有派遣关东军参谋长小矶国昭中将，赶回东京，争取军部与日皇的同意与谅解，特准关东军在长城“沿线”作战，已达成收买华北军阀，瓦解国民政府在华北主权的政略目标。
由于日皇裕仁对于关东军在热河作战的“伟大”胜利，是万分的高兴与满意，因而亲自传谕，嘉奖日军在这次热河作战的英勇表现。裕仁完全忘记了，这是对中国的公然侵略，日本根本没有对中国宣战，也没有任何的事变籍口，就在中国境内大动干戈。同时他也批准了小矶国昭的长城“沿线”弹性用兵方案，因此关东军很快又回到关内，再度对平、津形成包围。
不过华军在长城防线的浴血作战，的确惊动了国际社会的注意，连一向袒护日本的英国，都已抗议日军进入关内，已经影响到英国在滦东的煤矿利益；美国更是一再知会日本，日军行动已经违背了门户开放政策。日本军部更为担心的是，假如战火继续向南延伸，关东军将会受到苏联背后攻击的危机，因此日本参谋本部在五月十八日，下达了“华北行动纲领”，要求关东军要在六月底之前，必须结束在关内的军事行动，以抽调足够兵力，应付苏联的军事压力，并且继续扫荡东北义勇军。
所以关东军在确定板垣制造华北“自治”的工作，迟迟没有具体的果效之后，也就同意与国民政府的代表黄郛协商，最后由交战的前线军队指挥官，签订撤军的“塘沽协议”，日本取得控制滦东，与栽培汉奸政权的利益，中国则是勉强地得到一个喘息的机会。
第十一章、热河与长城之战的检讨
热河与长城之战，可以说是日本连籍口都懒得制造一个，就明目张胆的占领中国的领土的公然侵略行为，当时的国民政府明知无力在战场上御敌，但是必须展现抵抗的决心，以维系民心士气，同时希望要日本付出一些侵略的代价。虽然中日双方在热河的军事较量，是不可避免的冲突，但是无论是日本还是中国，都无意与无力，就此展开全面的战争，所以热河的作战，是一个非常特别的局部作战。
11。1 中国军队首度联合抗日
热河与长城之战，是中国与日本之间，继甲午战争之后，一场比较接近正式的决战，这场作战清楚地证明，中日之间的国力与军力的差距，比甲午战争之时还要更大。虽然中国军队的作战表现，相当的英勇，但是却不能改变中国战力严重落后日军的事实。当时的中国，是一个落后与分裂的国家，他正陷在危亡的历史危机之中，根本没有国家化与现代化的军队，可以对内统一国家，当然就更没有力量对外可以抵御外侮。造成中国军力不足的根本原因是，中国内部的分裂、内战不休、国民缺乏国家的认同，使得中国没有办法建设一个现代化的政治、社会、经济、工业体制，来支持一支可以捍卫领土与主权的军队，以对抗日本这种现代化国际级强权的侵略。这不是当时任何一个军队或是政治的领导人，单凭其个人的决断与能力，就可以改变的情况。
当时中国四分五裂的部队，包括中央军、东北军、西北军以及晋军，在长城进行对日作战，是第一次各路军系的联合军事行动。而这些参战的中国部队，无论从作战训练、编制、装备、指挥系统，都是各自为政的架构，加上彼此之间仍心存猜忌，更难发挥整体作战的效果。虽然参战的中国军队，在日军绝对优势、现代化火力的猛烈攻势之下，个别作战的确是相当的英勇，同时也有很大的牺牲，但是却难以产生理想的战果。
因此，长城抗日作战失败之后，中国的各个阶层，开始对于中日的历史决战，有了更为深刻的认识。中国必须要设法尽量的争取时间，结束内部的分裂与消耗，以推动国家全面现代化的建设，这样才能建立一支能够保家卫国的军队，否则中国迟早会被日本所鲸吞与蚕食而灭亡的。
11。2 中国全方位落后是作战失败的原因
若从战争的现场与过程而言，日军表现的战斗能力是相当的杰出，关东司令官武藤信义大将与参谋长小矶国昭中将，应该是居首功，因为他们指挥日军的热河攻击作战中，表现出决断的胆识与充分谋略。关东军只运用有限的兵力（两个师团加两旅团），却能充分地发挥灵活与集中的战术运用，再配合使用策反中国军阀部队投靠的政略，以及首次使用飞机与强大炮火的第
协同作战，使得日军能够在十天之内，就闪电般的顺利攻占了热河全境。虽然日军在继续攻击长城防线的作战中，遭受到华军猛烈的抵抗，但是日军仍然充分地掌握战场的主动，并给与中国军队相当严重的打击。
而中国方面，张学良之所以无法在事先调动各军迎战，是由于当时他已失东北根据地与大量的军政资源，国民政府里的汪派又只给压力，却没有实质的助力；他所统领的华北各军，原本有着彼此对立的心结问题，无法在短时间之内化解，因此对造成各部队对张学良的指挥，处处制肘与防范，也就影响到张学良的战略企图心不足。张学良身体的状况也因为毒瘾的伤害，更无法应付作战沉重的压力。
然而就全盘大局的失利而言，又很难完全怪罪给张学良的失策。因为这是中国自从清朝与外国军队作战以来，第一次的各地方部队协同作战＇1＇，仅仅在两年多前，这些部队还是彼此相互厮杀的“敌人”。当时面临日军攻势的张学良，既无足够的威望与能力应敌（那时他只有三十二岁，只是一个地方军阀的继承人），更缺必须的后勤支持能力，因此他还能够压住华北各军应战，就已经非常的不容易了；等到战局大幅的逆转之后，张学良竟然能够因为一句话，就自动地卸下兵权，东北军也没有因此出现哗变或是拒战的情况，更是自从清朝末年以来