這時，日寇的援軍源源不斷地開了上來。
天快黑了，張慶餘毅然決定放棄通州，投奔29軍。夜幕中，保安隊兵分兩路向北平撤退，行至城下，方知29軍已撤向保定。張慶餘隻得率領隊伍通過北郊向門頭溝轉移。
日軍的追擊與堵截一直沒有停止。
在安定門以西，保安隊與日軍鈴木旅團遭遇，敵人的數十輛裝甲車凶狠地向保安隊開去，不少官兵壯烈犧牲。正是在這場混亂的交戰中，押解殷汝耕的士兵被衝散，這個漢奸乘機逃走。他什麼也不顧了，絆絆磕磕地一口氣跑到永定門外後才收慢了腳步，敲開了一戶人家的門。第二天他直接給今井武夫打電話求救，今井武夫通知漢奸、公安局長潘毓桂開啟城門，派日本使館武官把殷汝耕帶進城保護起來。
後來，保安隊化整為零，分散為120個小組，趁著夜色分批突圍，奔赴保定。到保定時隻剩下了4000多人。宋哲元握著張慶餘的手歎息不止：你這次起義，不負前約，惜我軍倉猝撤離，未能配合作戰，深覺愧對！
就在冀東保安隊反正的同一時間裏，駐守天津的29軍和天津保安隊，也主動向日軍發起進攻，打響了天津保衛戰。
7月下旬，天津的形勢猶如箭在弦上，十分危急。
盧溝橋事變以來，日軍一刻也沒有停止攻擊天津的各項準備。他們的如意算盤是：首先占領北平，扼住平漢、平綏鐵路，然後再以北平、山海關和唐山的兵力夾擊天津駐軍――29軍的38師。現在他們要把這種願望迅速變為現實：日軍已經控製了天津的海路和陸路交通，占領了塘沽碼頭和天津火車站；並從26日開始修築以東站到東局子兵營長達10公裏的輕便鐵路，用以運兵；日軍大量增兵天津，除了步兵、炮兵外，至28日下午已有160餘架飛機停在機場；不分晝夜地進行占領天津的戰術演習……
大戰迫在眉睫。38師已經與北平失去了聯係。27日，李文田副師長召集中國駐天津的所有軍隊首領開會，商討對策。他們毅然決定：主動出擊日軍，在攻其不備的製敵中力爭取勝。會議推舉李文田為臨時總指揮，天津警備司令劉家鸞為副總指揮。
天津抗戰的槍聲於28日淩晨在朦朧的朝霞中打響。
初戰告捷。寧殿武隊長率領的保安一中隊激戰兩小時，打退日軍400餘人多次的死拚硬抗，奪取了東站；偷襲天津總站的戰鬥也很順利。隨之，中國軍隊又乘勝攻占了日軍盤踞的北寧鐵路總局。
相比之下，攻占東局子機場的戰鬥打得很激烈。深夜，官兵們每人攜帶一小壺汽油和一盒火柴，大汗淋漓地衝進了機場。睡在飛機底下的日軍飛行員被槍聲驚醒後立即發動飛機，準備逃跑。官兵們將汽油潑到飛機上，準備點燃。誰知汗濕了的火柴怎麼也劃不著，隻有一架飛機點著了。戰士們便用手撕著了火的飛機碎片，到別的飛機上去引火，這樣，有十多架飛機被燒著了。沒有著火的飛機起飛後在機場上空亂竄，像無頭的蒼蠅。守衛機場的日軍躲進辦公樓和營房工事裏，根本不敢露麵。
處於鬧市中心的海光寺駐著日軍一個聯隊，有堅固的工事，還有十幾門炮，是個很難啃的碉堡。38師手槍團團長祁光遠率領本團兵力，在保安3中隊的配合下，前仆後繼，幾經衝鋒，也未拿下。後來，鬼子龜縮在牆高壘固的兵營內，敵我雙方便僵持起來。天一亮，日軍就出動九架飛機向中國軍隊掃射。雙方幾進幾退後，我軍從海光寺外圍撤離。海光寺雖未攻占，但傷了敵人元氣，打亂了敵人的部署。
28日淩晨3時許，盤踞塘沽海河河麵的日本海軍艦艇和配置於海河堤岸的數十門大炮，突然向大沽口開火，猛轟大沽炮台、造船廠及駐守大沽的29軍某部。隨後，敵登陸艦十餘艘強渡海河，企圖登陸攻占大沽口鎮。中國軍隊奮起還擊，使日軍登陸的企圖落空。
天津駐軍打擊日軍的槍炮聲以及取得的勝利，給天津人民帶來極大的喜悅和希望。廣大工人、學生、市民紛紛衝出家門，冒著槍林彈雨，奔赴各個戰場慰問29軍和保安隊。有的送去茶水、西瓜、飯菜以及手巾、鞋襪；市內所有的公共汽車和卡車，幾乎全部出動給中國軍隊運送彈藥或食品；巡捕們也主動拉開設在路口的拒馬，讓部隊和汽車通過。不少群眾在支援部隊的火線上流血負傷，甚至壯烈犧牲。特別值得一提的是29日攻占公大第七廠的那場戰鬥。
天津華新紡織股份有限公司於1936年秋天被日商吞並，易名為公大第七廠。日本人侵吞“新紡”的目的自然不僅僅是為了經濟利益的需要，這些侵略中國的戰爭魔王首先考慮的是軍事。“七七”事變後，果然這裏成了日本的軍事基地，他們的許多槍支彈藥以至軍隊都在這兒集散。工人們受不了這種欺辱，他們盼著中國軍隊進入天津，趕走洋鬼子。有的工人偷偷與附近的29軍聯係，反映情況，傾訴希望。後來，便有數名官兵化裝成泥瓦工多次混進廠內偵察情況，作好奪廠戰鬥的準備。29日的天津之戰中，100多名保安隊員從事先偵察好的廠西牆缺口處衝進廠來，然後分成三路進攻：第一路搶占全廠製高點――發電機房和水塔；第二路攻打日本人的辦公室；第三路到廠門口襲擊廠內日軍。從清晨一直打到下午，戰士們整整一天沒吃飯，彈藥也剩下不多了，可大家的拚殺勇氣依然不減。
日軍大規模的反撲也是從29日下午開始的。
香月清司責令20師團高木支隊迅速增援天津；關東軍司令官也命令原計劃向承德輸送的青木支隊轉向天津。下午二時許，日軍開始重點轟炸北寧路總站以北的保安隊總部、北寧公園、市政府、金湯橋西畔的警察總部、日租界北端的電話總局、東站和萬國橋之間的郵務總局及南開大學……