然而，在全国人民同仇敌忾的形势下，国民党当局的妥协活动已经阻止不了其部下官兵的坚决抗日行动。同时，毛泽东、朱德率领全体红军将领联名通电，愿为抗战前驱，全体红军枕戈待命，准备出发。中国共产党又在15日派周恩来等为代表和国民党当局举行庐山会谈。蒋介石才在17日不得不发表了对日态度较强硬的庐山谈话，但是谈话中仍表示希望尽量“和平解决”，并没有真正抗日的决心。南京外交部还在19日致日本的备忘录中要求“和平解决”，甚至要第二十九军撤离平津，以谋求与日军妥协。第二十九军当局由于未能接受中共的“以攻为守”积极抗战的主张，虽有一些将士的英勇抵抗，虽有平津人民和全国人民的支援，但终因领导者妥协犹豫，坐失时机，使日军得以从容大量增兵。26日，日本大量援军开到，战争复起，第二十九军军长宋哲元撤往保定。28日到30日，平津相继沦陷。
平津沦陷后，第二十九军部分英勇将士仍在北平四郊，尤其是西郊和日军激战，在无指挥无接济的情况下，先后失败。
中国共产党在平津沦陷后，提出了“发动游击战争”、“保卫河北”的口号，动员平、津、保的大批大中学生和革命青年到农村去，和农民结合起来，在当地党的领导下，开始发动华北的抗日游击战争。
抗日民族统一战线的建立日本发动的大规模武装进攻，并不以占领平津为满足，它想以“速战速决”的方针，消灭中国抗日军队，逼使南京国民党政府投降，以便于最短期间内征服全中国。为此目的，日军于8月13日突然进攻上海。南京政府在日军凶猛进攻和全国人心激愤的压力下，被迫应战。当日，驻上海的中国军队实行抵抗。14日，南京政府虽然发表了抗日自卫的宣言，但是仍不敢正式对日宣战，甚至于也没有对日绝交，以便给自己留有妥协投降的余地。但在中国共产党领导下，全国人民不管南京政府如何动摇妥协，已经把这一神圣的民族自卫的解放战争轰轰烈烈地展开了。
全国抗战开始时，南京国民党政府的内外政策在全国舆论督促下不得不较前有了些改变：修改了法西斯的镇压爱国人民的《危害民国紧急治罪法》，释放了沈钧儒、邹韬奋等被捕的救国会领袖及一部分“政治犯”。
8月22日，中国共产党领导的西北主力红军改名为国民革命军第八路军（1937年9月12日后，又称国民革命军第十八集团军），朱德、彭德怀为正副总指挥，叶剑英为参谋长。辖三个师：第一一五师，师长林彪，政治委员兼副师长聂荣臻；第一二师，师长贺龙，政治委员关向应，副师长萧克；第一二九师，师长刘伯承，政治委员邓小平，副师长徐向前。25日，八路军出发前线抗战。
此前，中共中央于7月5日就已把《中国共产党为公布国共合作宣言》送交国民党当局，并派周恩来等进行谈判。由于我党的坚决斗争，南京国民党中央社于9月22日才将此宣言发表，同时发表蒋介石承认中国共产党合法地位和两党合作的谈话。中国共产党这个宣言和蒋介石这个谈话的正式发表，宣告了以国共合作为基础的抗日民族统一战线正式成立。
10月12日，南京国民政府正式承认南方红军游击队为新四军，叶挺、项英为正副军长。辖四个支队：第一支队司令员陈毅，第二支队司令员张鼎丞，第三支队司令员张云逸，第四支队司令员高敬亭。全军约一万余人。自1934年10月主力红军撤退后，在南方八个省四十几个县的游击区中，在极端残酷艰难的环境下，始终坚持人民游击战争的这一支英勇的革命力量，从此成为抗战中一支主要的人民武装。
在国际上，对日本帝国主义侵略中国存在着不同的反应。德、意法西斯支持日本的侵华战争，英、美帝国主义坐山观虎斗，斯大林领导的苏联则坚决支持中国抗战。1937年8月，苏联和中国签订了互不侵犯条约，并给中国以财政、军事上的援助。
