邢台沦陷日军兵临河南
平汉线。日军第一军占领保定后，其先头部队一路追击，23日，第二十师团追击队步兵第40旅团第80联队第3大队占领了望都县。此后，第一军追击队又增加了第十四师团的一个步兵大队、第二十师团的2个步兵大队和野炮兵2个中队。25日，这些追击队从保定南下。26日占领了石家庄市新乐县城和承安铺火车站，着手修补被中国军队撤退时破坏的沙河铁桥。香月清司命令先头部队暂时停驻新乐，以此作为进一步南侵的据点。蒋介石为应对日军的变化急忙作出调整：
1、令商震的第20集团军所属32军、孙蔚如第38军之17师、47师、独立第46旅、骑兵第4军、独立炮兵第6旅一部、独立炮兵第7团，负责守卫石家庄市新华区陈村以东滹沱河一线，以及正定县与石家庄以北地区的防务。
2、以冯钦哉第14军团（所属第42师、第师）、第3军、第38军教导团、独立炮兵第7团一个营担负陈村及以西滹沱河沿岸的防守任务。
3、吴克仁第67军所属师、师及89师承担石家庄市东南的邢台市新河县、南宫县一带的守备任务。
4、骑兵第3军部署在石家庄市东北的深泽县以便适时支援石家庄防御；第20集团军之53军留守在深泽县以东的衡水市安平县和饶阳县。
商震自年6月接替于学忠任河北省主席之后，因10月末被“香河事件”闹得心灰意冷于12月辞任河北省主席和天津警备司令。年1月被任命为河南省主席，所部驻扎河南。其第20集团于8月下旬集成，含商震兼任军长的第32军（下辖黄光华、宋肯堂、吕济师）和万福麟的53军（下辖冯占海91、周福成和朱鸿勋师）。商震虽然受命防御石家庄外围防线，但其本人却没有坚守的决心。在军令和所部求战的双重压力之下，商震只好一方面派该军第师于10月5日进入正定及滹沱河沿岸部署防御，另一方面他搞到了慈禧太后当年从西安回銮时乘坐过的火车，再用钢板焊接得如铁甲列车一般，自己则躲入车厢内以便战局不利时逃跑。
10月1日，日军在山西北长城防线取得突破后（山西方面的战斗在本书另作叙述），东京方面以临参命第号命令华北方面军“以一部兵力在山西省北部作战并占领太原”。平汉线方面，日军调整完毕于10月1日，由川岸第20师团率先南下攻向石家庄地区。3日，川岸部队占领了完县（顺平县）西南的曲阳县和定县（现定州市）。说来年的夏天华北平原天灾人祸不断，之前是洪水泛滥，大灾之后必定大疫。石家庄地区果然发生了霍乱疫情。日军只得暂停进攻抢时间注射疫苗。第二军未受影响，仍沿子牙河、滏阳河进击。10月4日，日军华北方面军司令部下达了进攻石家庄附近中国守军的命令，随即，第二军从滏阳河西岸攻击石家庄南面的中国军队，第一军三路大军全线发起了攻占石家庄的战役。
日军第6师团骑兵数十人向石家庄东面的藁城县（现属石家庄）南孟镇和正定县新安镇突袭，被中国守军击退。当日中午，日军第6师团多人分两路向新安镇及新安镇以东防线展开攻击。1小时后，新安车站被日军攻占。6日，华北方面军调整作战指令，命令第一军在突破石家庄防线后，即迅疾向邢台方向追击，一举歼灭河北平原中国军队的战斗力。同时令第20师团一部进入石家庄西部的井陉县，一是切断国军退往山西的交通，二是策应第5师团在山西作战。
7日，西路日军川岸第20师团与冯钦哉27路军（第14军团）旅在石家庄市灵寿县慈峪镇附近遭遇，战斗中旅不敌日军后撤。
同日，谷寿夫第6师团及河边正三旅团在飞机、大炮掩护下，向正定县城发起进攻。守军的重武器只有炮7团1个营的16门火炮。而进攻正定的日军第6师团配属了野战炮兵第2旅团、独立野战重炮兵第8联队、独立山炮兵第1联队、迫击炮第5大队、独立气球第1中队、高射炮2队等重火器作战部队。除重火器外还配属了独立机关枪第5大队、战车第2大队、独立轻装甲车等1中队、独立工兵第1联队和骑、炮、工、辎4个联队以及通信队等齐全的战斗兵种。商震第32军师军在在兵力、装备如此悬殊的情况下于正定和滹沱河两岸同日军展开了激战，英勇顽强地抗击了日军一波又一波的猛烈攻势。初战时，国军凭借高大坚固的城墙，尚能给日军以大量伤亡。之后，日军炮兵开始发威，以多组炮群从傍晚开始轰击北城墙直到次日中午，城墙西北角被轰出缺口。守军与冲入城内的日军展开巷战，战斗异常激烈，旅长唐永良、林作桢均负重伤，团长王成桂等战死。越来越多的日军蜂拥而入，守军已很难坚持。师师长宋肯堂急忙向商震请求增援，但商震却下令撤退，师随后南撤。10月8日正定失陷。同日，27路军守卫的灵寿县也被日军占领。
正定失陷后，国军将主力撤到滹沱河南岸防守。滹沱河发源于山西省繁峙县，呈东北往西南流向，流经石家庄市与正定县之间。商震所部沿河设防，拱卫石家庄。面对沿岸防御的中国守军，日军一边以重炮轰击河防阵地，一边对石家庄市区进行空袭，企图瓦解守军意志。9日，日军从滹沱河上游偷渡成功后，攻占了石家庄西部的获鹿县城（现石家庄鹿泉区）。另一路从藁城县成功强渡滹沱河侧击守军右翼，对中国守军形成两翼包抄之势。
直插平汉线和津浦线之间的日军第16师团、第师团在攻占献县之后又迅速前插，于10月2日占领了河北省衡水市武强县小范镇，距离石家庄不足一百公里。10月4日，两个师团分兵3路向石家庄以南、平汉线以东进攻，以此来策应日军第一军对石家庄作战。
在日军16、师团南进的过程中，石家庄守军已呈孤悬敌后、被围歼之势，蒋介石只得命令守军撤退。冯钦哉的27路军、曾万钟的第3军、38军之第17师、第38军之李振西教导团和第30师向山西娘子关一线西撤。第20集团军沿平汉线南撤。商震命师实施掩护。师师长黄光华留所部李兆锳第2旅掩护，自己率师其余部队随20集团军后撤。10日，土肥原第14师团向李兆锳第2旅进攻，李旅迟滞日军2小时后留2个连牵制日军，余部撤出战斗。当日上午11时石家庄失陷。
日军占领石家庄之后马不停蹄继续南侵。10日下午5点左右，师开始进入元氏县防区，其部团防守潴龙河以北的院家村一线阵地，第1旅的团防守元氏县城外围，第2旅担任县城防务，下午6点左右，守军工事和通信网络尚未构筑完成时，日军百余人的骑兵部队已与团接上了火。日军骑兵猝不及防，赶紧后撤。下午7点之后，日军后续部队赶至，对团阵地发起攻击。苏知己的团无法抵挡日军，撤往第1旅外围防线。日军依兵力和武器优势，同时对师外围防线和县城守卫部队同时开战。战斗持续到当日夜10点，师伤亡已超过人，部队处于守不住又无法撤退的危机之中。黄师长急向商震求援。幸运的是，一路由涿州边打边撤下来的裴昌会47师赶到并立即向日军右翼侧击。日军遭此一击，搞不清楚中国军队的动向，不得不停止进攻，师方得以脱身。师于次日放弃元氏县城撤往邢台与32军会合。
日军左路第师团由衡水市武强县向西，10月6日在衡水深县西五村突破53军师防线后，继续突破了53军束鹿（辛集市）阵地、再到石家庄市赵县东然后南下，经邢台市柏乡县、任县进抵南和县。中路第16师团30旅团，由武强向西南经衡水市深县前磨头镇向邢台市宁晋县纪昌庄乡百尺口村前进，10月8日在此突破53军一部及骑兵第3师的阻击后，于10月12日抵达宁晋县城然后南下，再经隆尧县城于10月16日至南和县；右路16师团19旅团，沿子牙河上游的滏阳河进抵衡水，然后转向冀州县冀州镇大张庄村，再西转奔新河县，最终抵达邢台东北的隆尧县。两师团此后成为华北方面军的直辖部队，不再受第二军指挥。
平汉线日军占领元氏县城后，土肥原师团于15日又向邢台（时称顺德）进攻。商震以和师防守邢台外围和城墙，刚退下来的师作为预备队守卫停在火车站的商震在列车上的司令部。师虽然起到了迟滞日军的作用，但商震所部依然无法有效阻止土肥原师团摧枯拉朽似的进攻。10月16日，邢台陷落。
10月17日，华北方面军以方军作命甲第七十九号命令第一军向河南安阳（时称彰德）进军，命第二军向邢台及所属南和县追击以策应第一军。
10月19日，日军从邯郸市武安县、肥乡县、临漳县分三路渡漳河（其中一段为河北省与河南省的界河）进攻，20日占领临漳一带高地。刚刚代理蒋介石出任第一战区司令长官的程潜指挥关麟征52军于21日拂晓发起反攻，夺回了高地，将日军重新压迫到漳河岸边。至此，平汉线的日军按照东京方面发布临命号停止进攻，全面休整。