关东军得知卢沟桥事变消息后，少壮军人摩拳擦掌，鉴于华北驻屯军已经升格，他们再无权干预，现在只能派来宣传队，啦啦队。他们到宛平前线大枣山等地鼓动宣传，他们宣读了关东军的声明：“由于暴戾的第29军的挑战，今日在华北竟发生了事端。我关东军将以很大关心和重大决心，严正注意事件的演变。”他们站在友军面前大声地喊着：
“军刀已经拔出，焉能不见血而入鞘……”
他们带领着友军高声唱着鼓动“圣战”的歌。他们代表关东军表示做华北军的坚强后盾，表示，一旦需要，他们与华北军并肩而战。
本来欺负惯中国人的华北军，对铁路桥的惨败已不可忍，又经关东军代表的扇动，更加怒火上扬。9日清晨6时，也就是达成口头协议后4小时，河边旅团长就下令向宛平城内开炮，轰击宛平县城，炮击达1个小时30分钟，发射炮弹100余发。
北平当局接到宛平的报告，责问日方为何背约。日军答复说：“炮击是为了掩护撤兵。”
不仅如此，9日凌晨4时50分派出接防的保安队踪迹不明，经北平方面派出联络参谋出西直门到卢沟桥方向侦察，得知保安队行至大井村时，受到日军阻击，死伤数人，日军故意刁难，不准通过。
北平当局诘责。日方回答：“因天阴雨大两军对峙，误会难免。”
与此相反，日军在刁难阻挡保安队的同时，不仅一兵未撤，反而增加兵力，将机械化第二大队从通州调到了丰台。河边旅团长又下令到宛平东北角的大枣山接防，企图利用吉星文团与保安队换防的机会一举攻克宛平。
10日天亮，王冷斋赶回北平。上午，秦德纯、冯治安、王冷斋、何基沣等，应日本人的提议，和日方代表樱井、中岛、笠井、斋藤一起召开联席会议。日方特务机关长松井，武官今井等均未出席，4代表中无一人能代表日本军部。显然，日方在借谈判而拖延时间。
会上，樱井提出，要求中方撤换有关指挥官，并向日方赔礼道歉。
何基沣旅长一听，勃然大怒，指斥说：“这次卢沟桥事件完全是日本有预谋，有计划的侵略行动，是日方集结军队向宛平首先开火，明明是侵略行为，应向我方赔礼道歉，并保证以后不再侵略，否则就消灭你们”说罢，拔出手枪，“啪”地一声放在桌上。
樱井等人吓了一跳，面面相视，不敢答话。
谈判停留在具体事情上，唇枪舌剑纠缠不清。忽然日方来电，4个日方代表一齐离席到外面接电话。
中方代表只好坐等，久不见日方代表返回，派人到外面一查，才知道他们已经不辞而别。
原来，他们得到电话通知，日本军部已经决定向中国华北出兵，即：对中国开始全面战争。所以，一切谈判都再无必要，日方代表欢喜雀跃，不辞而去。
发动全面侵华战争是日本政府的既定方针，所以无论宋哲元怎样妥协让步和表达和平诚意，都不可能真正地阻止局势的恶化。日军的军事部署一刻也没有停止，并以巨炮轰击宛平城和长辛店，造成29军重大伤亡。
至24日，日军已按计划在平津地区集结完毕，一场大战势不可免。宋哲元等人以妥协为代价所乞求的“和平”气泡很快被日军的炮火戳破了。