8月25日，日军集结一个师团，佯作实行中央突破，与孙连仲部隔河炮战，相持约一个月后，日军突然变更计划，从固安偷渡永定河，以飞机、大炮猛攻右翼万福麟部阵地，只用了一天时间，就将万福麟部打垮，渡过琉璃河，并向涿州节节逼近，企图包围涿州以北的国军，态势对国军十分不利。
在这种情况下，刘峙下令将涿州部队撤出，不战而退，使日军扑了个空。至此，刘峙部防守的固安、琉璃河、涿州相继陷落。
刘峙不战而退，打算在保定与日军决战。然而，由于新乐县南的沙河铁桥被敌军炸毁，部队运转困难，致使中国战斗序列部队无法及时赶到，能够参加保定会战的仅有第52军关麟征部的三个师。
然而关麟征三个师的兵力配备于十公里的阵地上，兵力不敷，未准备就绪，便遭到日军攻击，自然很快被突破。先是徐水防线，接着是白洋淀至满城一线，在日军飞机大炮的轰炸下，修筑的工事很快被摧毁。
9月24日，保定失陷。
面对强悍的日军，刘峙惊慌失措，率总部官兵沿平汉线向西南一路奔逃，他一口气逃到石家庄，接令将兵权移交商震、黄绍竑后，灰溜溜地回到开封。此时，石家庄、邢台、邯郸、安阳等重地相继陷落。