平津作战结束后，中国军队大多集中在保定，平汉线和保定的战略地位更加突出，成为中日必争之地。对中方来说，拥有保定，进入可以收复平津，退出可以沿途拒敌，粉碎其“速战速决”战略。为了防止敌人南入，保定，中国在平汉线保定以北设置了三条防线，其配置如下：孙连仲第一军团（第26路军）和檀自新骑兵第10师在房山、琉璃河、固安一线；曾万中第三军在易县、来水、高碑店一线建立阵地；关林征第52军在满城、保定、新安一线设防。
@ 也以裴昌会第47师集结在第一道和第二道防线之间的涿县为机动。蒋介石一再敦促有关将军加快建设皇家敌人。他在给石家庄营业主任徐永昌的电报中说：“建设据点和修建城市防御和建设阵线一样重要；据点应该特别坚持。此时要严令各县长赶修城防，迅速为固守做好准备。遵守如期完成者，奖励晋升；否则，严惩不贷款，故意放弃城墙，不尽职尽责，以汉奸罪论。这件事比任何防务都要紧急，务希派员督促，并为守城做好准备。(1937年8月10日，蒋介石致徐永昌刘志电)载《战斗经过(二)》，第116页。)
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平绥线作战早期启动后，蒋介石曾利用平汉线支援平绥线，甚至两线联合攻击平津。他首先命令魏立黄率领第14集团军北上增援南口，然后批准第2集团军反击北平的计划。该计划称，第二集团军“应该在固安附近约束一个面对面的敌人，另一个沿着平汉线前进。主力从房山县西北山进出北平，配合南口友军攻北平”。(1937年8月18日，《刘炅致蒋介石电》载《战斗经过(二)》，第124页。)8月19日，江电命令徐永昌、刘志，“各派有力部队之一，向平汉路进攻，使敌人在第一尾无法相应，从而完成卫(立煌)军的任务。如津浦路不及出动，平汉路也应单独前进。(1937年8月19日，蒋介石致徐永昌刘志电)载《战斗经过(二)》，第126页。)然而，随着日军大规模增兵华北，中国的反击计划成为泡影。
为了掩护第14集团军的北上行动，孙连仲率领第一军团对良乡、坨里进行局部进攻，遏制日军。8月21日，该部与日军第20师团接触战斗，南口失守，第一军团撤退设防。
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9月4日，日本华北方面军司令寺内寿下达作战命令，要求第一军“消灭前敌先遣兵团……准备攻击保定附近的敌人”。第356页《日本军国主义侵华资料长编-(大本营陆军部)摘译》。)10天后，第一军对平汉线发动总攻击，南下分为三条路：第20师沿铁路线攻击房山、琉璃河；第6师和第14师分别穿越平汉线东侧的永定河，攻击固安和永清，攻击保定以北的涿县。中国守军正面对抗建筑工程中的敌人。战争形势非常激烈。到18日，日军首先从右路突破防线，中国军队撤退，放弃涿县。其中，第三军退至保定，万福林第53军迁至任丘，其余军撤至石家庄重新布防。这样，敌人就突破了中国设置的第一道防线。第二道防线是不战而溃。
日军决心全力攻击平汉线，迅速占领保定。第一军沿着铁路两侧迅速南下，21日抵达保定以北。在铁路西侧，第20师团与中国关林征第52军在满城作战，突破守军阵地，挺进方顺桥，抄袭保定守军后路。直攻曹河，从正面压迫保定。与此同时，华北军命令在津浦线作战的第二军以师团向正定突击，切断中国军队在汉线的退路，命令第五师团派主力配合第一军攻打保定。平汉线上的情况不利于保定的防守。中国军队“本来打算在保定附近与敌人作战，但只有林征三师不愿意在河北消费”(《白崇禧回忆录》第157页。)然后决定退出保定。9月24日，日军占领平汉在线战略要地保定。
日军迅速占领保定，为什么中国的反击计划成为泡影，最终撤退？