有料到，他率部北上的军情，已被汉奸潘毓桂等人出卖给日军，日军川岸第二十师团已经开到团河附近，赵登禹的两个团不是和日军不期而遇，而是遭到日军阻击。不明就里的赵登禹，命令两个团突破日军防线，到南苑集中。
南苑兵营是一个训练场地，并非为作战而准备的。这里兵力有限，驻军多是学生兵。冯治安师和骑兵第九师的一部，在欧亚飞机场一带布防，阻止企图从丰台和长辛店一带包围南苑的日军。当时军训团约有一千五百人，都是参军不久的学生，他们一再请缨，才被列入战斗序列，警戒兵营东南角九营房小砦一带。
战情紧迫，日军已有进攻南苑的迹象。佟麟阁从北平开会回来，立即命令驻南苑各部马上在营区周围砍倒四百米宽的庄稼，并在营区边缘挖临时堑壕。
佟麟阁望着已经高过人头的高粱和玉米，知道这是百姓生命所系。砍掉四百米宽的庄稼，就断绝了很多百姓的生计。他不忍砍去这么多，将四百米宽减为两百米宽，而这将需要官兵们付出血的代价。
这时候，宋哲元命令驻在南苑的军部撤到城内中南海，又给部下书写了一道命令：“此杀敌报国时也！”佟麟阁不愿随军部撤离，要与官兵一起死守南苑。在战前，他就接到通知，说他父亲病重，家人多次催促他回北平看望。佟麟阁见军情紧急，托人告诉家里：“大敌当前，此移孝作忠之时，我不能亲奉汤药，请代为之。”
七七事变，暴风雨来临（3）
第二天拂晓，南苑兵营的官兵们还在酣睡，东边的天空中传来低微的嗡嗡声，越来越响，越来越近。两架日军飞机直线飞来，绕了两圈，又朝来的方向飞了回去。
不久，五架日军轰炸机飞来，投弹的目标，竟是学生兵的阵地。日军大炮也向这边轰击，密集的炮弹落在学生兵阵地上。佟麟阁回到指挥部，铁皮屋子在爆炸声中不停抖动，学生兵阵地那边的轰隆巨响不绝于耳，其他阵地却没有受到打击。日军知道学生兵阵地战斗力最薄弱，这都是隐藏在指挥高层的汉奸潘毓桂向日军递送情报的结果。宋哲元军官兵的伤亡，都和他的卖国行为直接关联，内贼其实是最可怕的。
日军的飞机大炮把学生兵阵地炸得残破不全，坦克和步兵推进到高粱地前，距阵地不足两百米。学生兵队长大呼：“射击！”学生兵马上爬到战壕前沿举枪齐射，密集的枪弹射倒一片日本兵。日军向来看不起中国军队，又明知对手只是一些中学生，冲锋时更加大胆放肆。这一阵密集的枪弹，顿时打掉了他们的气焰。日军纷纷躲到坦克后面，小心翼翼地向前推进。不料学生兵的射击越来越猛，日军便开始撤退。
日军想找软柿子捏，却碰了个硬钉子。
丰台那边的日军河边旅团，在川岸师团向南苑进攻的同时，开始向南苑西北方向的守军进攻。冯治安立即派何基沣旅向丰台进攻。丰台的日军腹背受敌，惟恐中国军队掏他的老巢，连忙撤兵回顾，攻击力渐渐减弱，战局暂时僵持。
赵登禹知道南苑吃紧，调第一旅和第二旅增援。他自己右臂和腿部相继中弹，传令兵要背他走，他说：“不要管我。北平城里还有我的老母，告诉她老人家，忠孝不能两全，她的儿子为国死了，也对得起祖宗！”
日军川岸师团投入了约三千兵力，河边旅团的步兵在两千人左右，他们有飞机和炮兵支援，火力远强于守军。守军虽然有兵营作依托，但编制混乱，火力只有轻武器。
川岸师团再次攻击学生兵阵地。大炮飞机轰击之后，步兵在坦克掩护下出现在学生兵阵地前。炮火刚停，学生兵从战友的尸体下爬起来，身上淌着血，趴到壕边向日军射击。这时，背后食堂房顶上竟然响起了歪把子机枪的吼声，一排排子弹把学生兵压了下去。原来，日军飞机在轰炸时还空投了十几名伞兵，他们抱着机枪降落在食堂附近。食堂里，几名炊事兵在蒸馒头，第一笼已经下屉，一名新兵用木棍蘸着红墨水在馒头上写下“不忘国耻”和“小日本”，日军端着机枪冲进来，新兵抄起菜刀准备一拼，被机枪射杀，浑身血肉模糊，其余炊事兵也中弹牺牲。日军爬到食堂顶上，从制高点向阵地射击。
学生兵阵地的火力被食堂顶上的机枪压制下来，阵地前方的日本兵冲近了。学生兵咔喳咔喳上刺刀，端着枪冲出堑壕，和日本兵格斗，只听得战壕前刺刀咔咔脆响，刀锋入体嚓嚓有声。两军拼杀，扭打撞击。片刻，活着的人在死伤者身上踩来踩去，眼睛瞪着对方的刺刀尖。
学生兵到这时明显地暴露出弱点，他们训练不够，缺乏临战经验，而关东军是拿中国人当活靶子练过兵的，杀人是他们的拿手活。眼见得学生兵一片片倒下，厮杀线渐渐向战壕这边后移，学生兵的退路上，鲜血覆盖了土壤。学生兵预备队得到命令，冲出掩体，端着刺刀冲了上来。日军经过鏖战，体力消耗很大，学生兵有援军到来，实力大增，日军渐渐后退，一些日本兵仓皇逃跑。日军吹号收兵，那些端着刺刀的日本兵退后三步，收起枪刺，深深鞠躬，向顽强的敌手致敬。
这时，宋哲元军部发出撤退命令。士兵们纷纷跃出阵地后撤，无人掩护，无人指挥，秩序大乱。日军控制着大操场中间的演武厅和食堂，机枪子弹不断扫来。学生兵慌张向北逃跑，防御全线崩溃。
日军知道守军已经撤退，却按兵不动。川岸师团从潘毓桂那里得到了宋哲元军下令撤出南苑的情报，认为现在不值得出动重兵去占领一座兵营，目前最重要的是派部队截击撤退的中国军队，消灭宋哲元军的有生力量。
南苑守军中，四分之一的官兵不愿撤退，躲进掩体准备抵抗。日军派出一支部队，小心翼翼地进入南苑兵营。日军知道暗处隐藏着中国官兵，不敢搜索，只是与正面抵抗的守军枪战。守军寡不敌众，渐渐撤退，下午3点左右，只剩下三十人撤到东寨墙边。日军将他们围住，三十名官兵端着刺刀靠在寨墙上，日本兵不敢上前，用步枪机枪齐射，三十个中国勇士陆续倒下，他们的血，在东寨墙上印下红色的人形。若干天后，有人趁夜将壮士们的遗体偷偷掩埋，但墓葬不知在哪里。三十个英魂没有留下姓名，关于他们的传说到处传播，每到初一和十五，都有人来这里烧香上供。
宋哲元下令撤退，部队放弃阵地，向北平蜂拥而去。南苑到北平的土沙路，最宽处不过五六米，路两旁都是高过人头的青纱帐。撤退的官兵涌过来，马上把路堵塞。后面的官兵一批批涌到，大家挤成一团。日军飞机把炸弹投向拥挤在路上的中国官兵，加上机枪扫射，中国官兵死伤惨重。
那时候，中国军队没有对空作战的武器，只能钻进路旁的青纱帐躲避。那些天连降大雨，南苑地势低，地里不是水洼就是稀泥，前面的人钻进去，不是滑倒就是被后来的人推翻。前面的人倒下了，后面的人向前拥，若被日军机枪射中，一枪就打死几个人。
七七事变，暴风雨来临（4）
南苑的半日鏖战，周围的老百姓有所耳闻，又见中国军队北撤，连忙从四乡赶来，带着馒头、窝头、西瓜、酸梅汤……路旁摆满了各种食物，其中有些可能是刚从菩萨供桌上拿来的。
日军的飞机又过来了，擦着头顶飞过。第一架对准路上的中国军队狂射机枪，从第二架开始，投下密集的炸弹。低空飞行的日本空军把地面目标看得一清二楚，用手一个接一个向下扔小炸弹。佟鳞阁骑马来到一个土砖窑上，副官一再请求他下马隐蔽，他只好跳下坐骑站在马的身边，对混乱的部队发布命令：“所有的步枪朝天射击！”中国军队用步枪射击日军飞机，从马占山抗战到长城抗战，一直沿用下来。
日军的飞机似乎发现了中国军队的指挥部，开始对佟麟阁所在的土砖窑扫射轰炸。一排机枪子弹射来，打在砖窑上，窑灰和泥土飞溅，尘埃落下后，佟麟阁身旁的马已倒下，他大腿上中了一弹，血流如注。副官要求他躺下，给他包扎，他执意不肯。部下无奈，只好让他站立着给他包扎。
日军飞机又盘旋而来，扔下炸弹，土砖窑被硝烟包围。日机拔高，再次盘旋轰炸。日军的火炮也开始轰击。看来，日军步兵准备拦腰截断撤退的中国军队了。佟麟阁马上叫卫队传令：后面的部队组织编队，掩护前面的队伍撤退。炮声过后，后面响起枪声，一阵紧过一阵，但感觉不到日军的战线向前推移。佟麟阁估计日军追兵战斗力并不很强。他估计得不错，日军在南苑战斗中受到重创，中国军队窝了一肚子火正没处撒，对着追兵拼命射击。中国军队又牺牲不少，也让日军付出了代价。
经过佟麟阁指挥疏导，溃散的部队陆续编成了队伍，慢慢向大红门和永定门方向开去。下午两点钟左右，退兵已经稀少，只等掩护部队撤来，就可以一起北撤了。突然，大红门城楼上出现了日军，架起机枪向佟麟阁的部队扫射。
佟麟阁估计这可能是驻丰台的河边旅团。他看到掩护部队跟了上来，决定集中火力猛攻大红门，占领制高点。他将现有的部队检查一遍，只留下少数卫队，派出包括副官、参谋在内的所有人员加入战斗。部队冲上去激战，打开一个豁口，占领了大红门。日军机枪又开始扫射，佟麟阁的几名卫士中弹阵亡，他的头部也中一弹。
赵登禹坐车来到永定门外大约两三公里的地方，突然遭到日军阻击，汽车司机立刻掉头南行，才躲过一劫。车上除了赵登禹，只有参谋副官和卫兵各一人，无法打掉日军的机枪，只好原路退回，再想办法。等到撤退的官兵陆续到来，才一起前进到遭遇日军的地方，与日军交战。他们发现，在这里阻击的不只是一两挺机枪，而是丰台日军的一部分。中国军队满腔怒火，狠命冲杀，杀开一条血路，日军兵力不足，仓皇退走。
赵登禹见南苑的部队溃退下来，觉得愧对官兵。他叫郑大章先进城汇报，自己留在原地疏导部队。不一会，日军飞机过来轰炸，汽车目标太大，赵登禹连忙下车，刚走出十几步，一颗炸弹落在车身正中间，汽车被炸得粉碎。
下午两点钟左右，部队渐渐过完，忽听得大红门附近枪声骤起，赵登禹知道这肯定是丰台日军前来截击。他留下所有的官兵，自己赶回大红门去营救佟麟阁。赶到大红门截击的日军陆续增加，佟麟阁阵亡，撤退的中国军队从凌晨两点战到现在，已经精疲力竭，武器残缺，反复冲杀都难奏效。他们坚持战斗到下午4点，子弹全部打完，部队全部战死。赵登禹，这个山东农民的儿子，身中数弹而亡，以三十九岁的生命殉国。如今，北京有一条以他的名字命名的街道。
他的上司佟麟阁是河北人，殉国时正值四十五岁的壮年。
佟麟阁和赵登禹是抗日战争开始后最早牺牲的高级将领。他们阵亡几天后，国民政府就发布褒恤令，追赠他们为陆军上将，生平事迹宣付史馆。
守军从南苑撤退后，日军川岸师团与河边旅团合击卢沟桥，扼住了北平的咽喉。接着，日军向驻守北苑的独立第三十九旅猛攻，从南、东、北三面抵达北平的城门。占领了沙河的日军独立混成第一旅团和占领了北苑与清河的日军独立混成第十一旅团，开始进攻驻守西苑的冯