日军虽逐步占领了长城的几个重要关口，但出乎预料地遭到了中国军队坚强的抵抗，受到了巨大的损失，于是日军也收敛了攻势，到3月下旬，长城一线呈现出对峙状态。
这时，如果南京和北平的军事当局决心抗战，抓住这一有利战机，增强作战力量，果断地实行进攻和防御相结合的作战方针，则完全可以在后来的作战中扭转战局，变被动的防御为主动进攻，有可能取得长城抗战的胜利。遗憾的是，蒋介石、何应钦没有调来大批的增援部队，只是就原有的军队从滦河东西地区，经平北到西面的沽源、多伦长城一线进行了部署。长期坚持抗击日军进攻、保卫华北的作战目的还是值得肯定的。但其致命的弱点是兵力不足，把有限的兵力布置在较长的长城沿线去分兵把守、分区防御，不能集中主要兵力打歼灭战，消极被动的防守，导致了日军的各个击破。
1、喋血滦河
日军在进攻古北口、喜峰口等关隘得手之后，遂决定转用兵力，将攻击重点移向滦河东西地区。 3月27日关东军命令第6师团主力立即向冷口方向前进，确保长城线。同时命令第8师团独立守备队和伪治安军各一部，尽快向石门寨附近进击，掩护从九门口到义院口的部队协助滦河东西作战。
商震、何柱国部接到“我军拟集结兵力，在滦河之线，与敌决战”的命令后，立即做了部署。
3月29日，敌步骑部队400名，占领浅水营以北一带高地向我石门寨阵地猛攻，又集结兵力于九门口一带。31日拂晓，以千余兵力三路并进，猛攻沙河寨，我守军伤亡很大，随即退往石门寨，沙河寨被敌占领。
4月1日，日军又向我石门寨阵地发起总攻。日伪军约7000余名，在30门大炮，6辆战车的掩护下，向我军阵地进攻。双方展开攻与守的激战，直战到黄昏，我守军不支撤出战斗，石门寨陷落。
何应钦4月2日致电何柱国：“应令石门寨守兵，极力抵抗，不得已时，亦须保守平山营、海阳镇、秦皇岛之城，节节抵抗。”何柱国据此做了部署。
4月4日晨，敌军2000余人迂回袭击海阳镇。我守军激战后退到镇西阵地，海阳镇陷入敌手。上午9时，我军发动反击，经过一番血战，于11时40分又夺回海阳镇。晚上敌增援后再次进攻，至晚上11时，又占领了海阳镇。
4月6日，日军在汤河、界岭口、冷口同时向我军阵地进攻，企图侵入滦东。我军决定由商震指挥一个师相继进援抚宁，由庞炳勋率第40军向沙河驿前进。同时何应钦调57军驻滦河的两个团到汤河前线。
4月7日凌晨5时许，57军主力开始全线发动攻击，在炮火的掩护下，由两个团先冲入海阳镇，战至七时，将该镇收复。随后海阳镇附近的几个阵地也被我军收回。这是滦东战役中，我国军队的一个重大胜利。
此时，日军第8师团协助第6师团第36旅团攻击冷口，调第14旅团和第13旅团向冷口两侧关门进击。于是第三次冷口之战开始。
4月9日上午，敌军分兵三路向六拔子我军阵地进犯，中午在萧家营子正面展开激战。10日，敌军攻占白梨山、樱桃园，我军撤至兴城线上。午后，敌发起总攻，重点是白羊峪与冷口之间的燕窝口地带。我军速派139师和84师增援，但当晚敌军攻势猛烈。燕窝口阵地终告失陷。日第11旅团在傍晚也夺占了白羊峪附近的长城一线，第36旅团同时也占领了冷口关门的一带长城线。
11日，我军又调遣部队增援，以挽救战局。这时敌军也增加兵力，我守军虽喋血拼杀，终未能扭转战局，三个团的兵力伤亡非常严重，战至上午7时，冷口岌岌可危了。在坚守无望的情况下，为考虑尽量减少不必要的牺牲，我军于上午9时下令撤退，冷口陷落，敌军跟踪进击，4月13日，迁安城失陷。
冷口失守后，我军主力向滦河右方撤退，4月13日，何应钦发动滦河东西作战的命令，并计划组织部队反攻，但由于敌军势力强大，反攻作战既无进展，也无希望，而且我军阵地已呈动摇之势。再月15日，我军开始相继向滦河西转移。
2、平北防线的陷落
何应钦4月24日电令商震32军，“速由滦河地区，向平谷、三河、通州一带转过，集结待命”，准备用于平北地区作战。
北平北部的密云、怀柔等地，是北平的外围屏障。敌军第8师团调集援兵，补充弹药后，于5月10日首先向新开岭、石匣镇、密云展开攻势。我军第83师奉命进行阻击，经我守兵沉着应战将敌击溃。
5月11日晨，敌又向我双山村、小桃源、笔架山等阵地进攻，我方官兵伤亡殆尽，阵地相继失守。我83师的三个团，伤亡达四分之一以上。中午，第2师接替83师，继续担任阻击日军的任务。到12日第2师伤亡官兵2000余名，日军攻势仍不减，我新开岭阵地逐告失陷。
5月12日午后，日军又向我南香峪阵地发动猛攻。我第2师炮团被敌人的大炮及坦克轰击，战炮大部被毁。
13日中午，敌军进至石匣镇南三里。我军在石匣镇内外对敌展开激战。下午4时，敌军冲入石匣，守城部队与之巷战，伤亡严重，晚上石匣镇陷入敌手。
5月15日，何应钦指示我第3、第8军团分别撤至既设阵地。傅作义军开到怀柔，构筑怀柔至牛栏山一带的防御工事。商震军在黄崖关、将军关等关口警戒。
我第17军的83师、2师、25师经过连日作战，伤亡达4000余人，武器也大部损坏，难于再战下去，北平军分会下令调第26军萧之楚部接替17军的作战任务。然后该军进入了九松山阵地。九松山在密云县城东北约15公里处，居平谷大道的要冲，为密云之屏障。
5月16日，敌军约四五千人进到石匣，先头部队向九松山等地进攻。军分会为集结兵力保卫北平外围，17日又命令26军以两团兵力防守九松山阵地，18日午后，日军以3000余人向九松山阵地进行总攻，当夜26军的两个团遵令放弃了九松山阵地。19日，敌军从石匣南下的第8师团主力攻占了密云城。至此，平北一线完全暴露在敌军攻势之下。
为了保卫平津，我军重新调整战线。第32军在通县??牛栏山一线，第57军撤至北平城郊。中央军各部调集北平，编成第13军。
5月21日，侵入北平外围三河、宝坻、密云的日军，又分别进占了香河，逼近了通县、牛栏山一线，北平外围已陷入敌军包围之中，形势十分危险。北平军分会召开各军将领会议商量对策。任命徐庭瑶兼北平城防司令，军政首脑机关准备撤出北平。
3、古北口之恨
为保卫北平的北大门，何应钦拟于5月中旬命第59军傅作义部挺进怀柔，阻止南下的日军。傅作义视察地形后，命令各部队在怀柔西北高地经石厂、高各庄、齐家庄一线，立即修筑防御阵地，严阵以待。
5月21日，日军先头部队向前哨警戒部队发动进攻，未能得逞。
5月23日晨，日军第8师团主力部队赶到，由西义一师团长亲自指挥，以火炮30余门、坦克10余辆和飞机15架，掩护步骑部队向我守军阵地发起猛攻。傅作义沉着指挥，步兵、炮兵协同作战，等到日军迫近时，第59军将士跳出战壕，同日军展开白刃肉搏，使敌人的重武器失去了效用。只杀得日军争相逃窜，遗尸遍地。激战一昼夜，我军伤亡也较为严重，但我军官兵杀红了眼，死战不退，有人赤臂跳出战壕与日军英勇搏斗，有一人携带十几枚手榴弹伏在战壕里炸死十几个敌人……经过了近三个小时的激战，第59军的阵地岿然不动，敌人未能越雷池一步。
另一部分日军主力则作大规模的迁回，到我军阵地后方袭击。我军与日军的一场恶战在牛栏山下展开。敌人攻势虽猛，可是傅作义部将士抱定“有敌无我，有我无敌”的牺牲精神和必胜信念迎击，傅作义又及时调上预备队增援，形成包围与反包围的态势，直杀到夕阳西下，敌人被击败，在暮色中仓皇遁去。
5月23日这一天，从凌晨4时至下午7时，我军连续与敌人血战15个小时，仍然斗志不减，阵地固若金汤。但此时何应钦向傅作义又下达了停战命令。傅作义很不情愿地下令停火，午夜，59军将土开始撤离阵地。
为什么在我军战事方酣之时，何应钦下令撤退呢？原来正当我军将士血战沙场之时，23日这天，在北平城内的中国当局代表黄邦，已接受了日方代表的城下之盟，和日方交涉停战事宜。这一天，59军的“一千五百个中国健儿用他们的鲜血洗去了那天城下之盟一部分的耻辱”。
长城线上怀柔抗日的捷报传出后，天津《大公报》等国内各报纸纷纷以“最有力最光荣之一战”等，报道了傅作义部的抗日战况，赞扬了抗日将士英勇的牺牲精神。
从5月24日起，抗日救国后援会和陕西、绥远等地先后派代表团，携带大批慰劳品到前线慰问，赠送了“保卫疆土’、“气壮山河”等锦旗，给傅作义等部抗日将土很大鼓舞。
傅作义将军率部参加长城抗战的怀柔战役，能以血肉拼死精神，打击敌人的嚣张气焰。特别是在丧权辱国的“塘沽停战协定”签字之前，一战而寒敌胆，予敌寇以重创，充分表现了我伟大的民族精神之不可侮。平谷大道最后光荣之一战，为抗日史上增添了光辉的一页。
怀柔之战的结束，宣告了长城抗战的最后终结。
长城抗战是在国民党政府领导下的一场反对日本帝国主义侵略的民族解放战争。是中华民族为抵御外侮所进行的一场正义战争。这次抗战，是在七七事变全民族抗战前规模最大的一次战役，也是自“九一八”以来日军遇到的最顽强的抵抗，对于保卫民族利益，反抗日本侵略做出了积极的贡献。
就南京政府来说，与九一八事变完全不抵抗政策相比较，是一个很大的进步，应当给与充分的肯定。
长城抗战中我军官兵表现出了极为高涨的爱国热情，大多数国民党军中的爱国官兵怀着一腔报效祖国的热血，奋勇杀敌，这是自北伐战争以来所仅见的。中国军队在喜峰口、铁门关、潘家口、罗文峪、古北口、怀柔等地的保卫战等，都表现出了抵御外侮、视死如归的民族精神。
再次，长城抗战激起了民众抗日救亡运动的高涨。九一八事变暴日侵我东北，激起了中华民族如火如荼的救亡运动，到“一·二八”凇沪抗战时形成了一个高潮。后由于蒋介石压制民众运动，对日妥协退让，使民众的救亡运动一度沉寂。但人民心底已经埋下抗日救国的种子。
长城抗战最终失败了，原因是多方面的：第一，这次抗战主要是因为国民政府完全从维护自己的统治需要出发，并没有从根本上放弃对日的不抵抗政策，没有动员广大的人民群众参加，因此抗战的行动是消极的、暂时性的。长城抗战是在对外妥协、对内用兵的总政策下进行的，这就注定了它失败的命运。
第二，在长城之役中，日军的官兵素质、武器装备等方面都占有优势，中国军队本应实行积极防御的战略方针，与敌周旋。遗憾的是长城战役的全部过程，都是采取分兵把口，死守据点，消极防御和以阵地战为主体的作战方针，这必然造成了节节败退，最终失败的后果。
长城抗战虽然以最后的失败而结束，但它沉重地打击了日寇的嚣张气焰，重新点燃了中国人民心中的希望之火，它使中华民族看到了通向民族解放的出路，给后来的全面抗战，做了精神上的准备。“抗日即以绝顶人”，冯玉祥将军这句名言，给长城抗战的意义做了最好的诠释！