对于横行跋扈的日寇，赵登禹一贯坚持针锋相对与之斗争。1936年夏天，几名日本特工绑架了第29军政治部主任宣介溪。赵登禹与另两位师长冯治安和刘汝明商量后认为，鬼子竟敢抓我军高级将领，实在太嚣张，一定不能向其示弱。
于是，他们将一亲日分子叫来，赵登禹让其向日方传话：“限日本人两小时以内好好把人送回。超过时限，我们就先把平津一带的日本人统统杀光！”说完，当着亲日分子的面，赵登禹操起电话向部队下令，要求两小时之内完成作战准备，待命行动。日本人被赵登禹的凛然之气所震慑，果然在两小时内就将宣介溪送了回来。
1937年7月7日，日寇借口寻找一名失踪的士兵，向卢沟桥进攻，中国军队奋起自卫，卢沟桥抗战爆发。
7月26日，赵登禹奉29军军长宋哲元之命，赶赴南苑，和副军长佟麟阁共同负责北平防务。7月28日凌晨，日军集中三个联队步兵、一个联队炮兵和30多架飞机，向南苑进攻。赵登禹率部与日军血战六小时，一次次打退敌人的进攻。
无奈武器装备相差悬殊，在敌人飞机大炮的疯狂轰炸扫射下，所部伤亡惨重。战至中午，宋哲元命令赵登禹率部向大红门集结。行至半途，赵登禹从汽车里下来，一手拿手枪，一手执大刀，亲自指挥部队撤退。由于叛徒告密, 途经大红门时，两边城楼上已经埋伏好的日军突然用机枪猛烈扫射。
