1937年7月28日晨6时，日军的总攻南苑开始了。川岸文三郎第20师团2万余人，在飞机、坦克、大炮的配合下，从团河方向重点进攻南苑兵营。

日军大炮、飞机的火力精确地集中到南苑军营东南角的阵地上，守卫这里的是战斗力最薄弱的29军军训团学兵，几个月前，他们还是来自各地手无寸铁的学生。

日军空投的伞兵准确无误地占领了29军的制高点，南苑之战从一开始就倾斜了天平，史料称：日军这一“腹中开花”之计来源于汉奸潘毓桂的提议，潘是29军军长宋哲元的至亲。

南苑守军包括军官教导团，132师、38师、骑9师各一部，军训团1500名学兵，总共7000余人。除军官教导团、骑9师外，其他均无战斗力，单位混杂，编制混乱，临危受命的赵登禹尚未完全熟悉情况，开战后，队伍马上陷入混乱。

伏击中，日军先击中了佟麟阁的枣红马，随后击中佟麟阁的头部，佟麟阁当场死亡。在大红门附近的黄亭子，撤退中的赵登禹遭到日军预设的袭击，中弹身亡。