一时之间，全中国风云雷动，各方纷纷发表言论，遣责日军恶行，要求国民政府奋起抗争。1937年7月17日，蒋介石在庐山发表了著名的“最后关头”演说。
“中国正在外求和平，内求统一的时候，突然发生了卢沟桥事变，不但我举国民众悲愤不置，世界舆论也都异常震惊。此事发展结果，不仅是中国存亡的问题，而将是世界人类祸福之所系、、、、、、｜”
“｜我们既是一个弱国，如果临到最后关头，便只有拚全民族的生命，以求国家生存；那时节再不容许我们中途妥协，须知中途妥协的条件，便是整个投降、整个灭亡的条件。全国国民最要认清，所谓最后关头的意义，最后关头一至，我们只有牺牲到底，抗战到底，“唯有牺牲到底”的决心，才能博得最后的胜利。若是彷徨不定，妄想苟安，便会陷民族于万劫不复之地！、、、、、、”
“眼前如果要求平安无事，只有让人家军队无限制的出入于我国的国土，而我们本国军队反要忍受限制，不能在本国土地内自由驻在，或是人家向中国军队开枪，而我们不能还枪。换言之，就是人为刀俎，我为鱼肉！我们已快要临到这个人世悲惨之境地。这在世界上稍有人格的民族，都无法忍受的、、、、、、”
“至于战争既无之后，则因为我们是弱国，再没有妥协的机会，如果放弃尺寸土地与主权，便是中华民族的千古罪人！那时便只有拚全民族的生命，求我们最后的胜利。、、、、、、总之，政府对于卢沟桥事件，已确定始终一贯的方针和立场，且必以全力固守这个立场，我们希望和平，而不求苟安；准备应战，而决不求战。我们知道全国应战以后之局势，就只有牺牲到底，无丝毫侥幸求免之理。如果战端一开，那就是地无分南北，年无分老幼，无论何人，皆有守土抗战之责，皆应抱定牺牲一切之决心、、、、、、”
庐山讲话可以算得上蒋介石一生中最为精彩的讲话了，其中所提到之“地无分南北、所无分老幼，无论何人，皆有守土抗战之责”更是为时人所推崇，也为他自己带来不少的政治加分。的确有一股一国领袖的几范。
事件发生后，四川刘湘、湖南何健、广东陈继棠、广西李宗仁和白崇禧、山西阎锡山均通电全国，向中华民国中央军事委员会请战。而红军方面，朱德、彭德怀、叶剑莫、刘伯承、林彪、徐向前、董振堂、罗炳辉、江云、杨虎城也联名向军事委员会递交请战报告。
在卢沟桥事件发生的第三天，江云就把八军团按照国军编制进行了内部整编，合师均改为旅，炮兵师改称炮兵旅，骑一师为骑一旅，骑二师为骑二旅，22师为第一旅，23师为第二旅，24师为第三旅，独一师为第四旅，独二师为第五旅，独三师为第六旅。至于八军团的整体改编嘛，还要等中央的命令，中央正在跟国民党方面交涉部队整编事宜，相信很快就会有结果。
安照原来的历史，正式改编的命令，要到8月22日才会下达，也就是说，还要等一个多月，不过江云也知道急没有什么用，不过江云并没有闲着，在7月10日，就下令八军团各师均到盐池集结，到时候，只要中央下令，随时可以出发，不管是借道缓远，还是从陕北入山西，都方便宜得多。
事实上，中央也开始下令一军团、四方面军、三军团全部开拔，林彪、聂荣臻率一军团向富平集结，刘伯承、张浩率四方面军向宜群集结，徐向前、陈昌浩率三军团向镇安集结。而八军团，因为先向中央打了准备向盐池集结的报告，所以并没有接到中央命令，等于是中央默认了八军团的行动。
卢沟桥事变发生后，日本华北驻屯军与冀察当局三次达成的协议，都被卢沟桥时断时续的炮声证明是一纸空文。现地谈判使日军赢得了增兵华北的时间，但它却蒙蔽了冀察当局的视线，迟缓了第29军布兵应战的准备，给平津抗战带来极大危害。到7月25日，陆续集结平津的日军已达6万人以上。日本华北驻屯军的作战部署基本完成之后，又在7月25日、26日制造了廊坊事件和广安门事件。
26日下午，华北驻屯军向第29军发出最后通牒，要求中国守军于28日前全部撤出平津地区，否则将采取行动。被宋哲元拒绝，并于27日向全国发表自卫守土通电，坚决守土抗战。同日，日军参谋部经天皇批准，命令日本华北驻屯军向第29军发动攻击，增调国内5个师团约20万人到中国，并向华北驻屯军司令官香月清司下达正式作战任务：“负责讨伐平津地区的中国军队。”血战平津已再所难免。中国军队坚决抵抗。
7月28日上午，日军按预定计划向北平发动总攻。
当时香月清司指挥已云集到北平周围的朝鲜军第20师团，关东军独立混成第1、第11旅团，中国驻屯军步兵旅团约1万人，在100余门大炮和装甲车配合、数十架飞机掩护下，向驻守在北平西郊的南苑、北苑、西苑的中国第29军第132、37、38师发起全面攻击。第29军将士在各自驻地背水一战。南苑是日军攻击的重点，第29军驻南苑部队约8000余人掘壕进行阻击，最后，第29军副军长佟麟阁、第132师师长赵登禹战死，不少军训团的学生也在战斗中壮烈牺牲。
28日夜，宋哲元撤离北平，29日，北平沦陷。29日凌晨，冀东保安队第1总队队长张庆余和第2总队队长张砚田，在通县发动起义，活捉殷汝耕。7月29日，第29军第38师在副师长李文田的率领下，攻击天津火车站、海光寺等处，遭日本军机的猛烈轰炸，伤亡极大，遂奉命撤退。30日，天津失守。
早在两年前的国共两党谈判中，就曾谈到过关于红军改编的问题，其他方面问题都不大，唯独让双方谈不拢的是编制问题，共产党提出来的是，中国工农红军整编为七个军，但蒋介石只肯给三个师的编制，后来经过几轮谈判，双方都降低了条件，但共产党还是坚持三个军一个独立师，而蒋介石却坚持最多只能五个师。
卢沟桥事变爆发后的第二天，中国共产党中央委员会和中国工农红军总部就向国民党方面提出编制问题，被其拖延，想来也是不想让步。
但是在事变后，北平战事一再失利，华面局势进一步恶化，再拖下去的话，只怕到时候，整个华北就保不住了，这时候，蒋介石才想起了，在西北还有一支能征善战的部队离华北战场相当的近，遂命令张治中与周恩来联系。
经过双方紧急搓商，最后，各退一步，决定中国工农红军一方面军、二方面军、四方面军整体整编为两个军一个独立师。
编制就是原西北军的两个军的番号，再加上了东北军的三个师级番号。
中国工农红军三个方面军总体整编为国民革命军第八路军，并任命朱德和彭德怀为正、副总指挥，叶剑英、左权为正、副总参谋长。