事变发生时，冀察政务委员会委员长、第29军军长宋哲元不在北平（在山东乐陵原籍），其职务由第29军副军长、北平市市长秦德纯代理。驻宛平城的部队为第29军第37师（冯治安）第110旅（何基沣）第219团（吉星文）之第3营。事件发生后，秦德纯令师长冯治安和团长吉星文严加戒备，同时令驻宛平城部队和河北省第三督察区专员兼宛平县县长王冷斋迅速查明真相。经查，城内并无放枪之事，亦无失踪日军踪影。然日方仍坚持要求入城搜查。秦德纯令冀察政务委员会外交委员会主席魏宗瀚与松井太久郎谈判。迫于日方要以武力进入宛平城搜查的威胁，秦德纯指派王冷斋陪同冀察政务委员会外交委员会专员林耕宇与松井太久郎等人到宛平城调查。8日凌晨，日军已从东、东南和东北三面包围了宛平城。日本北平特务机关部辅佐官寺平忠辅强行要求允许日军入城搜查，遭到宛平中国驻军拒绝。
8日凌晨4时20分，日军联队长牟田口廉也下令开始战斗。5时左右，正当王冷斋与其他调查人员在宛平城内专员公署谈判时，城外日军以机枪、大炮向卢沟桥、宛平城发起射击。第29军守军初未还击，终以日军攻击甚烈，连续不止，不得已予以抵抗还击。第二次中日战争由此打响。