今井武夫称，就在王冷斋与日方前往宛平县城实地调查时，“到达之前又得知中国军队从长辛店向龙王庙增援了部队，并再次向日军射击”。而据王冷斋回忆：“当车到达离(宛平)城约2里的地方，见公路右侧及铁路涵洞一带都被日军占据，枪炮摆列。”日方显然开始做战斗准备。这时，同车的日本特务机关辅佐官寺平突然请王冷斋下车，称来不及调查，让他“速令城内中国驻军向西门撤出，日军进至东门城内数十米地带，再商量解决办法，以免冲突”。王冷斋拒绝此议，坚持先调查，一行人遂进了宛平县城。 
    7月8日
    02:00
    剑拔弩张
    凌晨2点，电话再一次响起。电话还是北平市外交委员会打来的。对方告诉秦德纯：日方对他的答复不满意，强要派队进城检查，否则就包围宛平。第29军一共有4个师，其中分布在北平南苑、西苑、丰台、保定一带的是冯治安的第37师，具体负责守卫卢沟桥的是219团，团长吉星文。所以闻听此讯后的秦德纯连忙电话联系冯治安师长和吉星文团长，要他们严密戒备，做好应战准备。正在保定的冯治安师长，马上起程赶回北平。
    因为卢沟桥战略地位非常重要，所以宋哲元的第29军，除了把主力部队37师布防在卢沟桥地区外，还把军部设在距卢沟桥不到10公里的南苑。第29军虽有10万人之多，却担负着平津两市和察哈尔、河北两省的守备任务，这一带地域广阔，因此驻扎比较分散。据第29军一些老兵回忆，当时这些极度压抑的中国士兵都有着强烈的作战欲望，无论吃饭还是睡觉，都要高唱军歌，提醒自己莫忘国耻。 
    03:30
    宛平危急
    凌晨3点30分，北平市内焦急等待消息的秦德纯又接到电话，电话是团长吉星文打来的，他告诉秦德纯：“约有日军步兵一营，附山炮四门及枪关枪一连，正由丰台向卢沟桥前进。我方已将城防布置妥当。”大约10分钟前，一直密切关注对方动态的中国士兵突然发现，日军散开成为散兵线，以宛平县城为目标，向西急进，于是急忙将情况报告给秦德纯。
    秦德纯当即向守卫卢沟桥的219团团长吉星文指示：“保卫领土是军人天职，对外战争是我军人的荣誉，务即晓谕全团官兵，牺牲奋斗，坚守阵地，即以宛平城与卢沟桥为吾军坟墓，一尺一寸国土，不可轻易让人。”吉星文当即回答：“请长官放心，吾团全体官兵已经做好一切战斗准备，誓与宛平城共存亡，卢沟桥不是吾人坟墓就是敌人坟墓。”吉星文信守一名军人的承诺，后来在守卫卢沟桥战役中，率敢死队出击果然表现英勇。
    王冷斋与日方经过一番交锋而一起进入宛平县城。他们正在商议调查办法时，忽听城外枪声大作。中国守军予以还击。“(日军)至距离约百米时，竟发炮鸣枪，冲锋前进，于是事件之冲突，遂即开始。”这是天津《益世报》在“卢沟桥事变”发生后第一时间所写报道里描述的细节。当日军向城内开枪时，中方军人起初还以为仍是演习，“及见其愈迫愈近，有意挑衅，始知系抢夺县城，当即起而应付，为正当防卫计，予以还击”。见遭到抵抗，日军用小钢炮和小过山炮轰击，以掩护步兵前进。
    事件直接当事人清水节郎曾在其笔记中作如下记述：22时半左右，传令休息，“我站起来看了一下集合情况，骤然间假想敌(日军)的轻机关枪开始射击起来。我以为是那边的部队不知道演习已经中止，看到传令兵而射击起来了。这时，突然从后方射来几发步枪子弹，凭直觉知道的确是实弹。可是，我方的假想敌，好像对此还没有注意到，仍然进行着空弹射击。于是，我命令身旁的号兵，赶紧吹集合号。这时，从右后方靠近铁路桥的河堤方向，又射来十几发子弹。回顾前后，看到卢沟桥的城墙上和河堤上有手电似的东西一明一灭(似乎打什么信号)。中队长正分别指挥逐次集合起来的小队做好应战准备的时候，听到了一名士兵行踪不明的报告，就一面开始搜索，一面向丰台的大队长报告这种情况，等待指示”。今井武夫回忆录里，也引用了清水节郎这个说法，大意是说，日方在演习过程中错误地弄响了对假想敌人(中国守军)射击的轻机枪空弹，引来了龙王庙那边打来的十几发实弹。 
    04:23
    点燃战火
    根据今井武夫的回忆，凌晨1点左右，他跑到隔壁的联队本部，看到联队长牟田口廉也大佐以及主要军官们，个个身穿整齐军装，围在办公室中央的一张长方形桌子旁。因为时任驻屯军步兵旅团长河边正三少将不在北平，联队长牟田口廉也便成了当天日方最高指挥官。
    过了一会，大队长一木清直从前线打来电话，特地要求联队长牟田口廉也亲自接电话。今井武夫听到牟田口廉也斩钉截铁地说：“被敌攻击，当然还击！”然后“他避开话筒，独自嘀咕着：‘受敌攻击，不知所措，还等指示，天下哪有这样的军人？’”