26日晚广安门战斗刚结束，香月清司即下达了进攻第29军的作战命令：“主攻部队第20师团，对中国第29军南苑兵营，发起攻击！驻丰台旅团主力，同时向南苑进攻！切断敌军向北平的退路！发动进攻时间，听候我的命令。各位将军，你们都是大日本帝国的勇士和功臣。为大日本帝国和天皇陛下，你们要勇敢作战，再立新的战功！”
28日8时，第20师团在飞机大炮支援下，对南苑第29军兵营发起进攻。飞机大炮轰炸，南苑兵营火光冲天，硝烟弥漫；营房燃烧，围墙倒塌。主攻部队第20师团由南苑东南角和西北角展开攻击。南苑守军第29军特务旅两个团、第38师114旅两个团及师部特务团、骑兵第9师三个团，以及高炮营、装甲汽车大队等共两万余人，仓促应战，处于被动挨打地位。通信设备被炸毁，联络中断，指挥失灵，部队各自为战，秩序混乱。
佟麟阁用电话向宋哲元报告：“我军南苑兵营被日军飞机、大炮轰炸。通讯设备被炸毁，联络中断，大批日军由南苑东南角和西南角，向兵营展开攻击。”
宋哲元说：“佟副军长，我命令你和赵登禹师长，立即率部抵抗！狠狠打击日本侵略者！”
“是！坚决执行命令！”佟麟阁放下电话，即令赵登禹率领第38师114旅两个团和师部特务团，抗击东南角之敌！他亲自率军特务旅两个团和骑9师一部，抗击西南角之敌！
赵登禹、佟麟阁立即率部抗击日军。枪声激烈，杀声震天，硝烟弥漫，陈尸遍地。守军伤亡惨重，军部命令佟、赵二人率部向北平方向转移，军特务旅1团殿后掩护。
佟麟阁率部转移，日军随后追击。机枪扫射，弹飞如雨。佟麟阁腿部中弹，
鲜血直流。随员上前搀扶：“副军长，赶快下去吧！”
“不要管我，快去杀敌人！”佟麟阁仍率部与敌苦战。