1937年（民国26年）1月，河北省政府成立第三区行政督查专署，办公厅设在卢沟桥畔的宛平县城。北平市政府参事兼宣传室主任王冷斋任督查专员兼宛平县长。
3月，此时的华北驻屯军司令田代皖一郎中将邀请宋哲元到天津其司令部赴宴。酒席间田代突然拿出一份准备好的《中日经济提携协定》，逼迫宋哲元签了字。不知是当时宋一时糊涂还是喝多了，他事后懊悔不已。
消息传到南京，蒋介石十分震怒，严令宋哲元拒绝执行该协定。宋哲元感到对日方的种种要挟难以招架，不久后请假回到山东老家扫墓。临行前把华北外交事务交于29军副军长秦德纯，军事指挥交给冯治安。同时强调：对日交涉，凡是有害国家主权及领土完整的事一概不予接受；但为避免发生冲突，亦不要拒绝。
由于丰台已被日军控制，从军事角度看，西起丰台，东至山海关铁路沿线有日军5000余兵力驻扎。北平以东是日本扶植的伪冀东自治政府，北面和西北方向有日本豢养的伪蒙疆自治政府军队，只有北平西南面由29军防守。
故此，位于北平城西南15公里，永定河上的卢沟桥以及北边的平汉铁路（北平至汉口）桥就成了通往南方地区的唯一交通线。
卢沟桥及宛平城俯瞰——这张图的方向是自西向东，北平位于宛平城的东北方向（图左上方），丰台位于宛平城以东（图上方），卢沟桥左边的桥梁是平汉铁路桥。
5月，日军在丰台一带昼夜不停频繁举行军事演习。当月下旬，驻屯军首脑大批聚集到宛平城东面检阅部队，炫耀武力。
6月间，此类演习仍不断举行，驻屯军指挥官多次实地监督。即便是连日阴雨也未能阻止日军，反而规模日趋扩大。
甚至此时远在日本东京的政军两界都在盛传：“不久华北将要发生大事......”
另外据说有消息灵通人士称：”七七的晚上，华北将重演柳条沟（即九一八）一样的事件。”
针对日军的频繁演习，冯治安采取了一系列备战措施。
26日起，北平实施夜间戒严，各城门增加卫兵、流动哨。宛平城附近高地、重要地段构筑新的壕沟工事，并加固原有工事。宛平城及附近卢沟桥、铁路桥防守部队扩充加强了兵力、武器等。
中日双方华北地区部队序列。事变发生时，张自忠的38师大部在天津河北等地驻防，仅有少量部队在北平郊区。
7月，此时驻屯军步兵旅团所属第1联队（不满编，欠1个大队），通讯、宪兵分队、军医分院驻扎北平城一带。
而第1联队（约等于中国军队团级单位）下属第3大队（约等于中国军队营级单位）驻城西南的丰台，另一小队（约等于中国军队排级单位）驻城东通县。
7月6日，丰台日军要求通过宛平县城到长辛店地区进行军事演习，遭到驻防此地的29军37师110旅（旅长何基沣）219团（团长吉星文）第3营（营长金振中）断然拒绝，双方随后对峙长达十余小时，至晚间日军退回丰台。
7日午后，丰台日军第3大队第8中队（约等于中国军队连级单位）在队长清水节郎大尉指挥下，不顾阴雨连绵，在卢沟桥以北，永定河东岸的龙王庙附近进行军事演习。演习内容为在炮兵、战车配合下夺取阵地。
金振中感到事态严重，在一番侦察后立即返回宛平城，上报情况。
何基沣接报后立即报知身在保定的冯治安，后者即刻赶往北平。
冯治安了解情况后下令：不贸然开火，但若敌人挑衅，坚决还击。
22时30分，日方演习区传来枪声，引起中国军队警觉。
23时许，日军来到宛平城下，声称一名士兵失踪，要求入城搜查，这一无礼要求同样遭到中国守军拒绝。
此时，日军驻屯军步兵旅团长河边正三少将正在秦皇岛视察步兵第2联队，他的职务由第1联队长牟田口廉也大佐代理。
牟田口接到报告后下令第3大队队长一木清直少佐率领本部主力前往部署战斗。日本驻北平特务机关长松井久太郎致电话向中方抗议称：中方宛平守军向卢沟桥附近日军演习部队开枪，致使现场一片混乱，同时导致一名士兵失踪。
29军副军长兼北平市长秦德纯答复说：
“卢沟桥是中国领土，日军未经允许在该地演习，已违背国际公法，妨害我国主权，走失士兵我方不能负责，日方更不得进城搜查，致起误会。惟姑念两国友谊，可等天明后，令该地军警代为寻觅，如查有日本士兵，即行送还。”
8日零时后，秦德纯电话通知王冷斋，要求他迅速查明以便处理。
经查，中方守军并无开枪之举，所有士兵所携带子弹没有一发短少。
而经过警察连夜搜查，也并未发现日方士兵在城内踪迹。
王冷斋将调查结果上报后，奉命前往日本驻北平特务机关部谈判。
此时，那名被日方认为失踪的士兵志村菊次郎已经归队，他是因为此前拉肚子而与部队“失联”。
然而，一木在与牟田口通话中却又称“中国军队再次开枪射击，是否还击？”
牟田口答：“被敌攻击，当然回击！”
一木感到事态严重，追问：“开枪射击没有关系吗？”
8日凌晨2时，日军占领宛平城外东北方向制高点沙岗（日方地图将此处标注为一文字山）。
3时许，吉星文向冯治安报告：“日军约步兵一个营（大队），附山炮4门及机枪1连（中队），正由丰台向卢沟桥前进。我方城防已布置妥当。”
冯治安指示：“保卫领土是军人天职，对外战争是我军人的荣誉，务即晓谕全团官兵，牺牲奋斗，坚守阵地，即以宛平城与卢沟桥为吾军坟墓，一尺一寸国土，不可轻易予人。”
5时许，日军突然炮击金振中的营部，当即炸死2人，伤5人。
金振中下令还击，从而打响了此后八年全民族抗日卫国战争的第一枪。
这就是1937年7月7日当天事件的大致前因后果。
双方交火一小时后暂停，日军代表进入宛平城专署谈判，无理要求城内中国守军撤离到西门外十里，让日军进城搜查所谓丢失士兵，并且要求中方赔偿日方所有此前损失，并惩办中方军事指挥官。王冷斋当即严辞拒绝，金振中也同时据理质问日方。
9时30分，日军再次开炮，炮弹不偏不倚正好击中专署屋角，好在王冷斋及办公人员此前已经离开。这时有人才想到当初一木为何步行来专署拜访——原来他是用步测计算出了准确距离。
日军随后猛攻宛平城，先后占领了铁路桥和龙王庙。随后金振中亲率两个连经过两个小时战斗夺回了铁路桥。
15时，牟田口亲自抵达沙岗指挥战斗。随后又找人送信给金振中要求中方停火、撤离。金振中自然予以回绝。
河边于16时也赶到丰台，了解情况后决定将自己指挥部就设在丰台，同时调集兵力准备9日拂晓进攻宛平城。
18时42分，天津驻屯军司令部收到日本陆军参谋本部的命令：“为防止事件扩大，要避免进步一步行使武力。”此时田代本人正卧病在床，将指挥权交由参谋长代理。
20时许，宛平城附近的炮声停息下来。
同日，蒋介石电令宋哲元速回保定主持大局，并要求固守宛平，并且调集部队开赴河北保定也是在这一天，位于陕北的中共中央针对日军进攻卢沟桥向全国通电：“全国同胞们！平津危急！华北危急！中华民族危急！只有全民族实行抗战，才是我们的出路。”