1933年3月11日，痛定思痛的29军军长宋哲元决定再次发动夜袭。此次计划部署如下：109旅、113旅兵分左右两路展开行动。

左路由109旅旅长赵登禹亲自带队，又细分为两支队伍。一支由217团团长王长海率领，队伍包含217团、218团一个营及224团手枪连，共一团一营一连的兵力。他们从潘家口出发，绕过蔡家峪直捣日军白台子炮兵阵地，之后向南发起攻击。另一支由224团董升堂带队，以本部224团为班底，同样从潘家口出发，目标是日军三家子炮兵阵地，得手后再向东进攻。赵登禹旅长则亲率特务营紧随其后。

右路由113旅的彭泽湘、吕梦熊率领第226团和第218团部分兵力，从铁门关出击，绕至敌人左侧背发动攻击。按计划，两路攻势将在喜峰口北侧会合，共同夺取日军占据的东北侧高地。

此外，110旅旅长王治邦率219团和第218团余部（加强一个营），坚守喜峰口正面阵地，任务是牵制日军，待机出击。

11日晚12时，夜袭行动正式打响。左路两支队进展顺利，沿途日军哨所被悄无声息地解决。日军尚未反应过来，三家子和白台子炮兵阵地及指挥所即被我军攻占。大炮、装甲车、弹药库能带走的全部带走，无法带走的当场破坏。王长海部更机智地将日军大炮拖出，反向轰击其阵地。左路乘势连克日军十余处据点。夜袭队战士在雪地快速突进，手持短枪和大刀奋勇拼杀。许多日军仍在睡梦中便被"破风八刀"砍杀，一夜毙敌600余人。喜峰口夜袭大刀队的英勇事迹从此流传。

日军回过神后向两侧山上逃窜，凭借地形阻击夜袭队会合。右路彭泽湘部也被白台子东南高地日军阻截。夜袭队被分割为三部分，最终未能完全会合。战士们遂向南城子、喜峰口等高地进攻。同时，坚守正面的王治邦部也主动出击，但因地形限制、日军顽抗及风雪交加导致地面湿滑，加之各部未能会合，攻击未获成功。至次日15时，两路部队撤回长城以南原防线。

虽未夺回喜峰口东北高地，但此战对日军第十四混成旅团的炮兵和骑兵造成毁灭性打击，遏制了其进攻势头。与长城抗战中其他被动挨打部队相比，多次主动反攻的29军表现突出。《朝日新闻》称此战使日军"明治大帝造兵以来，皇军名誉尽丧于喜峰口外，遭受60年来未有之耻辱"。此战被称为"喜峰口大捷"，29军的大刀精神后被谱写成家喻户晓的《大刀进行曲》——"大刀，大刀，向鬼子们的头上砍去......"

当夜遭袭的日军紧急向关东军司令部求援。五藤信义命令驻赤峰的第六师团南下支援。14日，失去炮火支援的第十四混成旅团攻势减弱，北撤至宽城等待援军和炮火。喜峰口遂被间接收复。在援军抵达前，双方未发生大规模战斗，但日军开始在罗文峪积极部署行动。

喜峰口西南40公里处的罗文峪是战略要地，位于喜峰口后方联络线侧背，也是日军通往华北的必经之路。一旦失守，日军可长驱直入南下，遵化将难保，滦东国军也将陷入后路被断的绝境。

当时防守罗文峪的是29军暂编第二师刘汝明部。该部仅有两团兵力，却需承担从马兰峪至龙井关40多公里防线的防守任务，形势极为严峻。

日军第八师团长西义一得知罗文峪守备空虚，立即派遣师团直辖第四旅团，配属骑兵第八联队和伪军两个旅，乘夜急行军进攻罗文峪。

14日，日军逼近罗文峪。宋哲元见势危急，立即调兵遣将：先从喜峰口抽调37师219团、38师228团增援刘汝明部；又命53军第106师沈克部从蓟县向长城外兴隆进发。

16日，南下日军途经兴隆抵达半壁山时，遭106师沈克部顽强阻击。日军虽最终突破防线，但消耗了大量时间和兵力。17日上午，日军出动十余架飞机轰炸罗文峪和山楂峪后发动大规模进攻。

面对猛烈攻势，刘汝明部将士顽强抵抗，坚守整天多次击退日军，使其无法前进。

当夜，刘汝明组织夜袭：抽调一营兵力出长城从左翼突袭，正面部队同时全线出击。激战至次日拂晓，日军伤亡惨重。当晚刘汝明再次夜袭，亲率两团主力分左右翼夹击日军。虽左路行动被察觉，但刘汝明果断下令全线进攻。经彻夜血战，至19日清晨，罗文峪和山楂峪附近日军被彻底肃清，狼狈败退。我军士气大振，最远部队推进近十公里。

此战29军再次取得辉煌战果，极大振奋了全国抗日信心。