1937年7月7日夜，驻丰台日军河边旅团第一联队第三大队第八中队，在芦沟桥附近进行军事演习。夜11时，诡称一名士兵失踪，要求进宛平搜索，遭守军拒绝。翌日凌晨2时，日方驻北平使馆武官向北平冀察政务委员会要求调查。正在交涉时，日军向芦沟桥和宛平城发起猛攻。驻守此地区的国民党第二十九军第三十七师一一〇旅，在旅长何基沣指挥下，奋起抗击。这就是震惊中外的“七七”芦沟桥事变。从此，日本帝国主义开始了全面的侵华战争。

日本帝国主义发动全面侵华战争，是蓄谋已久早有准备的。1936年5月，日军参谋本部就在《帝国军队用兵纲领要旨》中提出：“制敌先机，采取攻势，谋求速战速决”的战略方针，陆军部据此方针于6月即制定了《昭和十二年(1937)度的对华作战计划》。其中规定的战略企图和兵力部署是：在对华北作战时“除过去（计划）的两个军（5个师团）外根据情况再增加3个师团，必要时还可能在华北五省进行作战”。对华东方面，“原来计划第九军（3个师团）占领上海附近，但是，这方面中国军队增加了兵力，构筑了坚固阵地网。因此，计划调新编第十军（两个师团）从杭州湾登陆，从太湖南前进，两军策应向南京作战，以实现占领和确保上海、杭州、南京三角地带。”对华南的作战计划是：“仍按去年计划大致为一个师团的用兵计划”。为了巩固和扩大其全面侵华的前进基地，日军还将驻北平、天津、山海关等地的兵力由1700人增至5700人，并多次进行军事演习，为进一步夺取北平创造条件。

“七七”事变爆发后，日本政府于7月9日放出“不扩大事态”的烟雾，以争取时间调动兵力。11日发出《派兵华北的声明》。日本参谋本部还发布命令：从朝鲜和中国东北抽调第二十师团和混成第一、第十一旅团，赶赴华北。12日新到任的香月清司中将司令官认为，“对华一战”的形势正在形成。于是，命令所属部队“作好适应全面对华作战的准备”。16日日军参谋本部规定：“在华北方面能使用的主要兵力集结完后，即以主力指向北平近郊，一举击溃平津地方之中国军队”。当即第二十师团和混成第一、第十一旅团到达天津、密云和怀柔以南之高丽营，完成对平津地区的进攻部署。又于20日作出“使用武力，首先夺取平津”的决定。尔后，以平津为出发地，夺取华北的冀、察、晋、绥、鲁五省。

日军完成首先夺取平津的部署后，26日攻占廊坊。同时，向中国发出最后通牒，限中国军队在27日中午前撤退，否则将采取行动。通牒遭中国军队的拒绝。28日，日军即向平津发起疯狂的进攻。驻守北平南苑的国民党二十九军第三十八师和北上增援的第一三二师部与日军展开了激战。副军长佟麟阁，第一三二师师长赵登禹相继牺牲。29日、30日北平、天津“沦陷”。此后，日军组成以寺内寿一郎大将为司令官的华北方面军。调集8个师团继续向华北腹地进攻：一路沿津浦铁路向山东进攻；一路沿平绥铁路向察哈尔、山西、绥远方向进攻。华北处在危机之中。

与此同时，在华日军于8月13日大举进攻上海，于11月12日侵占上海，12月13日侵占南京。

在日军大举进攻的情况下，蒋介石下达了抗日总动员令，并亲任陆、海军总司令。先后将华北、华中、华南划为6个战区（后增至12个战区。调遣100余万军队开赴前线，奋起抗战。在平津、平汉、津浦、京绥等地开展有组织的抵抗。进行了淞沪会战，忻口、太原会战，徐州会战以及武汉保卫战。李宗仁、白崇禧指挥的徐州战役，毙、伤日军两万多，在国内产生了重大影响。

但是由于国民党执行片面抗战的路线，推行的是单纯防御的战略方针，军队内部派系林立、矛盾重重，战场上只顾各自保存实力，互不配合，屡屡丧失歼灭敌人的良好战机。甚至有些部队在日军进攻面前，不战而逃，节节败退，造成国民党正面战场的严重失败。