吕正操撕碎电报，翻身上马，带队向日军冲击。
8月下旬，日军在平绥线取得进展以后，立即派出驻北平的川岸师团、谷寿夫师团和土肥原贤二第十四师团，以及驻天津的矶谷廉介第十师团，分别向南进占良乡、固安和静海附近地区。31日，日本华北方面军成立，决定将会战的重点放在河北省中部的平汉沿线，板垣师团从蔚县南下，参加河北省中部会战。为保证香月清司的第一军在平汉线作战，华北方面军还命令西尾寿造的第二军先向津浦线进攻，以保障平汉线左侧的安全。
为了防御日军从平津沿铁路线向南进攻，国民政府军委会要求部队阻止日军南下，将汤恩伯集团军划为右地区队，将刘峙集团军划为左地区队，将卫立煌集团军留作总机动队。因此，石家庄行营决定在房山至保定之间构筑三道防御阵地。
9月14日，日本第一军从北平附近出发，分三路向涿县和保定地区大举进犯。孙连仲的第一军团、第四十七师和骑兵第十师等部，依托防御阵地，对日军进行顽强的抵抗，伤亡严重。
18日，日军板垣师团一部和关东军察哈尔兵团，从涞源直取保定。日本第一军和第二军分别向正定和德州推进。
23日，日军向保定发起进攻。蒋介石电令刘峙固守保定和满城。中国守军拼死抵抗，中国空军首次在华北上空参战，日军攻势受阻。第二天，日军彻底包围保定，发起总攻。双方激战到将近中午，日军坦克突入保定城南公园，中国守军突围，保定失守。日军乘胜推进到石家庄至德县一线。
这时候，程潜刚刚就任第一战区司令长官，连忙调整部署，准备在正定附近与日军决战。蒋介石则命令平汉线大部队向山西撤退，只留商震的部队守卫平汉线。
日本第一军南犯的同时，日本第二军派矶谷师团沿津浦路南下，攻占沧县，中岛今朝吾的第十六师团和山冈重厚的第一○九师团继续沿子牙河向南攻击。汤恩伯集团军奉命加强沧县地区防御。21日，矶谷师团攻击姚官屯，经四昼夜激战，突破了防线，于24日进入沧县县城。第二天，日军进占捷地镇东西一线，27日分三路从运河东西两侧及津浦路以东向德县方向进犯。29日，中国守军对冯家口日军发起反攻，未果，然后沿铁路东侧向南撤退。日军逼近献县和德县。
28日，日本第一军命令各部向石家庄追击。10月1日，川岸师团、谷寿夫师团、土肥原师团和新加入战斗的下元熊弥第一○八师团，开始向石家庄方向进攻。未经大的战斗，日军先后占领望都、定县、曲阳和新乐等县。10月8日，日军攻占正定和灵寿。10日，土肥原师团强渡滹沱河，占领石家庄。
万福麟的第五十三军中，有一支部队作战非常勇敢，那就是三十二岁的吕正操指挥的第六九一团。10日下午，这个团的先头部队进抵束鹿县半壁店，与日军骑兵队遭遇。尖兵连果断地抢占村庄，向日军进攻，激战一小时，击毙日军少尉以下十名，缴获不少军用品和战马。官兵士气大振，当夜进驻梅花镇四德村。夜晚10点，日军进攻梅花镇，将吕正操团第一营团团包围。军长、师长和旅长分别电令吕正操丢掉第一营，随军撤退。吕正操撕碎电报，翻身上马，带队向日军冲击，接应第一营突出重围。
霜重露冷，黑夜如盘。吕正操望着国民党大军撤退的方向，突然转身，果断地将手一挥，说：“就此脱离五十三军，北上找地下党，打游击去”各营各连的军官全部响应。当夜，吕正操团朝着和大部队撤退相反的方向，开往晋县小樵镇。
12日清晨，小樵镇村民一开门，看到街上躺着吕正操团的官兵。太阳升起时，吕正操在商会大院召开居民大会。他说，他这个团的大部分官兵，包括他本人，都是东北人，他们脱离南逃的万福麟军，是为了抗日救国。昨晚在梅花镇和日军干了一仗，打得日军落花流水。
有人问，为什么堵起城门，只准人进，不准人出？吕正操挥动着手说：“大家知道，昨天晚上，我们经过急行军，来到城墙根下，面对紧闭的城门，怎么办？宿在镇外，怕日军增援部队追来，打我们一个措手不及。破门而入，又怕惊扰百姓。因此悄悄爬过城墙进了镇。我们为什么堵塞城门不许随便出入呢？是怕走漏了风声。如果日本鬼子知道我们在这里，他们就会动用更大的兵力猛扑过来，那样咱们镇上的人可要遭殃”
吕正操一席话，说得人们禁不住鼓掌。小樵镇突然像过喜事一样热闹起来。百姓筹款送粮，支灶做饭，把多年积攒的好东西都拿出来慰问部队。
14日，吕正操率部在小樵镇宣布起义，从此脱离国民党军队，在共产党领导下，改称“人民自卫军”。冀中平原上，树起了第一面共产党抗日武装力量的大旗。
吕正操在小樵镇住了三天，率军继续北上，向中共保属省委活动的中心地区高阳进军。每到一处，吕正操都和当地的中共党组织取得联系，沿途宣传中共抗日救国的主张。
日军占领石家庄和德县以后，派遣部队到上海和娘子关方面作战。沿平汉路及其两侧向南追击的日军，接连攻克沿线几座县城，将中国守军逼到漳河南岸。19日，土肥原师团又从武安以南强渡漳河，与关麟征的第五十二军激战两昼夜，双方伤亡惨重，在丰乐和安阳之间形成对峙。
11月4日，汤恩伯第二十军团奉命增援太原，日军抢先向安阳发起进攻，第二天就占领了安阳，商震的第三十二军退守宝莲寺。宋哲元集团军按计划接连攻克沙河和任丘，逼近邢台，切断平汉路，日军立即集中两个师团反击，夹攻向邢台逼近的中国军队，并向大名反击。11日，日军占领大名，与退到卫河南岸的宋哲元集团军对峙。
在津浦路的中国第三集团军，由于韩复榘一心保存实力，意存观望，前进迟缓，被日军逼退到黄河右岸。12月23日，日军从青城附近渡过黄河，攻陷周庄，切断了胶济路。
在日军沿平绥、平汉和津浦铁路线大举进攻的三个月里，中国守军奋勇顽强地抗击日军，但未能阻止日军长驱直入，也未能重创日军，除了技术装备落后的原因之外，还是国民政府军事委员会实行片面抗战和消极防御的结果。上层指挥不力，消极防守，缺乏配合作战，也是致使部队陷入被动挨打的主要原因。