此時關東軍的察哈爾派遣兵團主力仍滯留在熱河方向，張家口一線相對平靜，長城以北僅由偽蒙軍駐守，防御十分薄弱。
傅作義敏銳地抓住這一戰機，決定趁關東軍尚未西進之際，發起主動進攻，奪取長城以北的戰略要地張北縣。
他精心部署了東西兩路包抄計劃。
東路軍，由劉汝明的68軍執行，從張家口就近向北進攻，先攻佔崇禮作為前進基地，再伺機向張北推進。
西路軍，傅作義親率第35軍和騎兵第1軍，進攻尚義，商都和化德。
形成對張北的西，北兩面夾擊之勢。
這位曾在綏遠抗戰中重創日軍的名將信心十足，並不畏懼日本關東軍的囂張氣焰。
然而，就在傅作義部連克商都，化德，攻勢如虹之際，南口戰場卻突然急轉直下。
並且劉汝明部在攻佔崇禮後突然停滯不前，面對張北縣城的堅固防御，竟徘徊不前，拒絕執行強攻命令。
更糟的是，南口方向不斷傳來告急電報，湯恩伯的第13軍已陷入苦戰，亟待援兵。
面對這一突發變故，傅作義不得不忍痛放棄即將到手的勝利果實。
他立即調整部署，從後方緊急抽調第72師和獨立第7旅馳援南口。
親自趕赴懷來，統籌協調援軍調動。
命令東路軍劉汝明部固守已佔領陣地，停止冒進。
南京統帥部此時也密切關注著戰局發展。
在給湯恩伯的電報中，明確指示︰必須死守現有陣地，不得擅自後退。
即使形勢惡化，也必須堅守懷來要地，待援軍抵達後，再伺機反攻。
這封電報凸顯了南京方面對南口戰略要地的重視程度，即便面臨全軍覆沒的風險，也必須守住南口這道門戶。
傅作義的北線攻勢雖被迫中止，但其戰略價值不容忽視。
成功牽制了察哈爾北部日軍，減輕了南口正面壓力，展現了傅作義敏銳的戰場嗅覺和果斷的決策能力。
不過也顯示出抗戰初期華夏軍隊處處設防，兵力分散的困境。
而劉汝明部的猶豫不前，則暴露了部分將領作戰意志不堅決的問題，這一問題在後續戰役中仍會反復出現。
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1937年8月19日，南口戰役迎來了最為血腥的一天。
黃樓院，禾子澗，沙窩鋪一線，華夏軍隊與日軍第五師團展開殊死搏斗。
戰至黃昏，第13軍第12旅的陣地上尸橫遍野，短短一天內就有1200余名官兵永遠倒在了這片焦土之上。
與此同時，居庸關方向更是險象環生。獨立混成第11旅團的日軍突破了中國守軍的層層阻擊，不僅攻至居庸關城下，甚至一度突入南門。
守軍憑借城牆進行殊死抵抗，每一條街巷都成了絞肉場。
就在戰況最為危急的時刻，衛立煌帶來了振奮人心的消息，李默庵的第14軍三個師正在火速馳援，預計再有一兩天時間就能抵達鎮邊城附近。
湯恩伯立即意識到，這是一個難得的戰機。
他決定利用日軍側翼即將暴露的時機，發起一場大規模反擊戰，一舉扭轉戰局。
8月20日，傅作義帶著援軍火速趕到懷來。
他顧不上旅途勞頓，立即與湯恩伯展開緊急磋商。
經過縝密分析，兩人最終敲定了反擊方案。
第72師主力集結于橫嶺，從北面發起進攻。
獨立第7旅進駐成家堡，從南面實施夾擊，重點打擊黃樓院方向的日軍
待李默庵部抵達鎮邊城後，形成合圍之勢。
作戰命令迅速擬定完畢，只待下發執行，各部隊指揮官都已接到通知，正在緊張地進行戰前準備。
就在反攻命令即將下達的千鈞一發之際，傅作義突然喊停進攻計劃！
原來，他剛剛接到緊急軍報，
1937年8月20日凌晨3點，張家口告急！！！
駐守熱河的關東軍察哈爾派遣兵團已突破張北防線，正以機械化部隊快速向張家口推進。
傅作義作為第七集團軍司令，當然明白張家口一旦失守，不僅意味著察哈爾全境淪陷，更會切斷整個南口戰場的後路。
“張家口若失，我軍將腹背受敵！”傅作義的聲音里帶著罕見的焦急。
他當即決定，立即率部回防張家口，南口戰場只能暫時轉入防御。
面對這一突發變故，湯恩伯不得不緊急調整部署，收縮防線，重新規劃了南口防御體系，將戰線劃分為三個固守區。
第一固守區，居庸關，青龍橋。
防守部隊︰第89師、第21師121團和124團。
任務︰扼守平綏鐵路要沖，確保南口門戶安全
第二固守區，黃樓院一帶。
防守部隊︰第21師剩余部隊，第4師10旅。
任務︰阻擊日軍第五師團主力，遲滯其進攻步伐。
第三固守區，橫嶺，鎮邊城。
防守部隊︰第4師主力，第72師一個旅。
任務︰構築最後防線，為援軍抵達爭取時間。
側翼防御︰永興，延慶，赤城防線。
防守部隊︰第94師、第84師
任務︰防範日軍從熱河方向迂回包抄。
這一防御部署雖然暫時穩定了戰線，但也暴露出嚴峻問題︰
兵力分散，各防御區兵力均顯不足，南口戰場的華夏守軍總兵力已不足3萬人！
難以組織有效反擊，被迫放棄主動權，完全轉入消極防御。
第94師和第84師的防線長達120公里，防御極為薄弱！
李默庵部仍在行軍途中，具體抵達時間難以確定。
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湯恩伯的收縮防御，想法很好，但可惜日軍行動更快，而且行動效率也更高。
當湯恩伯的防御計劃剛剛出爐，日軍就已經嗅到了戰機。
偵察機發現李默庵第14軍正在向北移動的跡象後，日軍就立即做出反應。
從第6師團抽調第36旅團，臨時編組為牛島支隊，命令該支隊火速進駐門頭溝地區設伏。
同時調第20師團進駐良鄉，牽制可能增援的26軍。
日軍這一系列動作干淨利落，完全打了中國軍隊一個措手不及。