一木清直害怕由自己承担挑起战争的严重责任，又向他的顶头上司追问说：“那么，开枪射击也没有关系吗？”牟田狡猾地不直接回答部属的提问，而用另一方式确认道：“既然这样，由于事关重大，请把时间核对一下。”一木清直抬眼看表说：“（8日）早晨4时23分。”一木少佐接受完命令，就带领本部士兵到达沙岗村北小土山展开战斗队形，占领有利地势，将火炮对准回龙庙的中国第29军阵地。
当中日联合调查小组驱车来到宛平城东两华里的沙岗村北时，突然有一名日本军官跑到车前拦住去路。王冷斋一看，只见公路右侧及铁路涵洞一带都已被日军占领，日本士兵荷枪实弹，已做好了战斗准备。
日本特务机关部辅佐官寺平请王冷斋下车，掏出一张地图对王冷斋说：“事态已十分严重，现已来不及等待调查谈判，只有请你速令城内中国驻军向西门撤出，日军进至东门城内约数十米地带，再商量解决办法，以免冲突。”王冷斋冷静地拒绝说：“我此来只负调查使命，在你们特务机关部对此点原已议定。适才牟田联队长要求我负责处理，我已拒绝。你所提我军撤出、你军进城的无理要求，离题太远，更谈不到！”
寺平气势汹汹地说：“日军演习要穿城而过，中国军队驻在城内，将会发生冲突，你们非撤出不可！”王冷斋反唇相讥道：“你们军队的演习已是常事，但是穿城而过尚未有过，阁下怎么忽然提出这种要求？”
寺平无中生有地造谣说：“平日我军演习都可穿城而过，何以今日不能进城？”王冷斋见日本人如此无耻，耐着性子解释说：“你接事的日子不久，或者尚未明了以前情形。我在这里从未允许你们演习部队穿城而过，你所谓先例在何月何日？请给我一个事实的证明！”
寺平被抢白得面红耳赤。这时一个日本军官横眉怒目为寺平解围说：“我是副联队长森田彻中佐，现在不是斗口的时候，请你下车看一看！”
森田彻把王冷斋、林耕宇领到日军部署好的阵地上，指着黑洞洞的枪口进行武力威胁。王冷斋坚持按原议进行调查，双方争执了十几分钟。森田见威胁不成，只得放王冷斋等人进城调查。
为给王冷斋和中国军队施加压力，日军蓄意扩大演习规模。8日凌晨5时，日军第3大队长一木清直向在丰台的牟田谎报军情称：“3时25分，在回龙庙方面听到3发枪声。根据这种情况，如果不攻击宛平城，以后的交涉就不能圆满进行，所以想果断进行攻击。”牟田是个急于扩大侵华战争的军国主义分子，他认为一木的报告可以作为发动战争的借口，便声称形势“已到了不得已使用自卫权的地步”，下令一木“立即反击”。
7月8日早晨5时30分，一木清直下令向宛平县城的中国守军展开攻击，他率领该大队主力排成四路纵队，气势汹汹地向回龙庙和铁路桥的中国守军扑去。
这时，中国守军金振中营长早派他手下的排长申仲明带领全排勇士把守回龙庙。金振中虽不知道申仲明早在1935年就秘密地加入了中国共产党，暗中大力宣传中国共产党的抗日主张，培养了一批抗日勇士，但却知道他是个铁血男儿，是个“宁为战死鬼，不作亡国奴”的好排长，便把坚守回龙庙的重任交给他，并命令他协助另一排长李毅岑严加防范，如日军来犯，坚决予以回击！
申仲明站在桥头阻止一木清直率队前进。一木扬言要在中国军队阵地搜索“失踪士兵”，申仲明严词拒绝了侵华日军的无理要求。一木突然下令士兵开枪，子弹击中了申仲明。申仲明应声倒在血泊中。第29军的抗日勇士在李毅岑排长指挥下，向敌人猛烈射击，又抡起大刀冲入日军队伍中，消灭日军100多人，但终因寡不敌众，两个排几乎全部牺牲在桥头阵地上，回龙庙和铁路桥东头阵地沦入敌手。与此同时，另一部日军向宛平县城东门发起进攻，用大炮轰击宛平城墙，炸毁了金振中营的指挥部。
卢沟桥抗战由此开始，这就是“七七事变”，又称“卢沟桥事变”。
“卢沟桥事变”是日军蓄谋已久的行动。对此，原关东军参谋田中隆吉在1947年的东京审判法庭上，明确地指证说，是日本的天津特务机关长茂川秀和派特务挑起了“卢沟桥事变”。日本军部和北平特务机关长松井太久郎、旅团长河边正三、联队长牟田口廉也、大队长一木清直、中队长清水节郎一伙人都是日本帝国主义发动“七七事变”并将事态扩大为全面侵华战争阴谋的参与者和策划者。
第29军将士旺盛的战斗精神和全国人民空前高涨的抗日热情，极大地鼓舞了国民党一部分高级将领。秦德纯毅然给所部官兵下达战斗命令：“确保卢沟桥和宛平县城，不准日本的一兵一卒进入，不能放弃一寸国土。卢沟桥和宛平县城就是我军官兵最光荣最重要的基地，要与城池共存亡！”第29军司令部也命令前线官兵坚决抵抗：“卢沟桥即为尔等之坟墓，应与桥共存亡，不得后退！”
“卢沟桥事变”爆发后，日本立即按照图谋已久的侵略中国计划，发动全面侵华战争。板垣征四郎的第5师团（师）、矶谷廉介的第20师团、谷寿夫的第6师团及酒井隆旅团、河边正三旅团、独立第20师团等纷纷大举进关，10万日军由通县、古北口、榆关各处向平津地区开来。丰台地区集结了日军的大批飞机、大炮、坦克、装甲车，卢沟桥地区的大井村、五里店等重要据点被日军占领，日军卡断了北平至卢沟桥的公路。这一切迹象显示，日军蓄意扩大战火，企图把局部战争演变为全面侵华战争。
日本军部主张借“卢沟桥事变”迅速发动全面侵华战争的代表人物是陆军大臣杉山元。杉山元1880年生于日本福冈县，1904年在中国东北参加日俄战争，后来成为天皇党羽集团老资格成员，为参谋总长闲院宫的亲信。20年代草创日本陆军航空兵，1931年成为“九一八”事变的积极推动者，1934年擢升为参谋次长，1936年任陆军教育总监，晋升陆军大将。1937年2月任林铣十郎内阁陆军大臣，在近卫内阁中留任陆军大臣，是陆军内部积极主张扩大侵华战争的首脑，因态度骄横和表情呆板而有“厕所门”的绰号。
7月8日早晨，杉山元刚刚起床，日军参谋本部战争指导课长河边虎四郎大佐急急赶来，送上一份日本华北驻屯军参谋长桥本群发来的急电：“驻丰台附近部队在夜间演习中，遭中国军队射击，当即展开敌对态势，并进行交涉要求道歉。如拒绝道歉，则以实力将敌由附近击退。”杉山元看罢大喜，忙命人以最快速度印成“号外”，马上撒遍东京街头。
杉山元被请到东京市谷高地那座令人望而生畏的灰色军部大楼，参加军部紧急对策会议。于是，“扩大派”和“不扩大派”之间又展开了一场舌枪唇剑的激烈辩论。
杉山元急不可耐地说，目前苏联不会干涉日本的行动，英国受到德国牵制无法东顾，美国忙于国内事务也不注意远东，因而“卢沟桥事件”是“千载一逢的良机”。而中国是东亚病夫，不堪一击，日本只要出动三四个师团的兵力，中国就会屈服。
参谋本部作战课长武藤章激动得要跳起来，高声大嚷：“中国军队和中国政府的‘生存’时间，不能超过三个月，中国因为军备力量脆弱，政治无组织，绝不能长期抵抗皇军！”
陆军省次官梅津美治郎、参谋本部中国课长永津佐比重、陆军省军事课长田中新一等人狂妄地宣称，只要“日本一宣布内地动员，大批列车一通过山海关”，或者“尽最大限度，通过保定一次会战，即可解决一切问题”！
面对杉山元等“扩大派”的强烈主张，参谋本部第一部长石原莞尔少将站起来，颇有气势地开始发表意见，会议室立刻安静下来。石原莞尔深感日本一旦发动全面侵华战争，国力难以支撑，后果不堪设想，因而他反对陆军大臣杉山元等的主张。
对于石原莞尔的发言，武藤章嘲讽说：“阁下这纯属杞人忧天，太多虑了！”石原莞尔不为所动，执著地阐述自己经过深思熟虑得出的结论：“如果目前使用武力即扩大战局，一旦导致日华战争，从中国近来的民族意识来看，势态是不易收拾的，而且还会使日本向无边无际的原野做无限的进军。以日本现有的力量，支持这样一场全面的对华战争是有问题的。因此，此时应慎重从事，不可陷于武力纷争。”
杉山元以不容置疑的口气下结论说：“事已至此，决心干。”石原莞尔断然反对。杉山元和石原莞尔争执到参谋总长闲院宫面前。闲院宫调和双方矛盾，确定了“不扩大方针”，并以参谋总长身份于7月8日18时42分向华北驻屯军司令官田代发出电令。
而杉山元对闲院宫的这项命令却不以为然。他于7月8日下午同永津佐比重等人密商后，就紧急派出3个师团和18个飞行中队的兵力前往中国参战问题取得了一致的意见。
接着，杉山元又收到关东军司令官植田谦吉和日本朝鲜司令官小矶国昭两个大将的请战报告，连声夸奖这两个大将请得正是时候。原来，关东军司令官植田谦吉8日早晨一接到发生“七七事变”的报告，就情不自禁地拍案叫好。他命令独立混成第1、第11旅团主力及空军部队一部做好立即出动准备，随时准备开赴华北作战。
植田又向日军参谋总长闲院宫载仁亲王发出要求扩大侵华战争的电报。植田还不放心，又派关东军副参谋长今村均少将和富永恭次大佐、田中隆吉中佐乘飞机到东京，向参谋总长闲院宫、陆军大臣杉山元陈述意见，促使日本当局早下决断。
杉山元得到关东军和日本驻朝鲜军队司令官的支持，便在7月8日深夜下令，让京都以西各师团将于7月10日退伍的步兵部队两年兵延期退伍，仅此一举，就使4万名经验丰富的老兵留在日本陆军里，他们几乎全部被派往中国战场作战。
7月9日清晨，陆军省开会讨论“华北时局处理方案”；上午8时50分，召开临时重要阁僚会议，杉山元以强硬态度要求正式派兵。但大部分阁僚都认为杉山元说话水分太大，现在就从国内派兵的时机还不到。
恰在此时，得到北平特务机关长松井太久郎和秦德纯达成协议的消息，“不扩大派”的意见一时占了上风，杉山元的派兵方案被暂时搁置起来。紧接着，于11时举行的五相（首相、外相、陆相、海相、藏相）会议通过了所谓“不扩大方针”，提出“日本政府的解决方针是：中国军队撤退，处罚事件负责人，中国方面道歉以及对今后做出保证”。
于是，日军参谋次长今井清根据内阁会议精神，于7月9日夜将《关于卢沟桥事件的对华交涉方针》电示华北驻屯军：
为解决卢沟桥事件，此时应避免触及政治问题，大致提出以下要求，使冀察方面在最短时间内予以承认并付诸实施。
一、停止中国军队在卢沟桥附近、永定河左岸之驻扎。
二、对将来做出必要之保证。
三、处罚直接责任者。
四、道歉。
但在杉山元怂恿下，7月11日上午11时30分，近卫文麿又召开有日本内阁首相、外相、陆相、海相、藏相参加的五相会议，讨论向华北增兵问题。杉山元仍以强硬的态度发表意见，要求迅速出兵华北。海军大臣米内光政完全同意杉山元的意见。
在杉山元、米内光政强硬态度的感染下，五相会议通过了向华北派兵方案。
形势急转直下。在“扩大派”的坚持下，7月11日下午3时20分开始举行的内阁紧急会议，很快通过了五相会议的决定。7月11日18时24分，日本政府正式发表《关于向华北派兵的政府声明》。这是近卫内阁发动全面侵华战争的宣言，它以歪曲事件真相的卑鄙手法宣称：“这次事件完全是中国方面有计划的武装抗日，已无怀疑的余地……就帝国和满洲国来说，维持华北的治安，是很迫切的事情，不待赘言。为维持东亚和平，最重要的是中国方面对非法行为，特别是排日侮日行为表示道歉，并为今后不发生这样的行为采取适当的保证。由此，政府在本日内阁会议上下了重大决心，决定采取必要的措施，立即增兵华北。”
7月11日下午，日本军部首脑召见陆军教育总监部本部长香月清司和专门到东京领受指示的华北驻屯军司令部情报参谋专田盛寿，宣布任命香月清司代替重病在床的田代皖一郎为华北驻屯军司令，命专田盛寿向华北驻屯军参谋长桥本群和日本驻华武官今井武夫传达东京内阁会议的决定：“为了解决中国问题多年来的悬案，现在正是大好机会，所以，当地交涉已没有必要，如果已达成协定，也予以撕毁。”
桥本群明白扩大侵略战争的时刻已经到来，当即召开参谋会议迅速贯彻执行，决定“以此次事件为转折，从根本上解决华北问题”。桥本群连夜制定了将卢沟桥事变扩大为华北事件的具体措施：1.暂时停止过去的和平谈判；2.彻底实行《何梅协定》；3.在此期间，逐步集结兵力，伺机对河北省的中国军队给以彻底打击和扫荡。
桥本群又与北平特务机关长松井密谋行动方案。松井太久郎是个具有双重身份的阴谋家，他曾在海参崴和西伯利亚进行秘密活动，后任关东军参谋，1937年2月出任日本驻北平特务机关长，同时是冀察当局顾问，来往于北平、天津、通州间进行阴谋活动。他认为马上发动全面侵华战争有些太匆忙，关东军和从朝鲜调来的军队尚在路上，应该以谈判拖延时间，等援军到达后再开始行动。桥本群对此表示赞同，就让松井太久郎出面与北平市长秦德纯进行谈判。
于是，松井主动与秦德纯谈判停止现地冲突问题，利用宋哲元、秦德纯急于求和、息事宁人的弱点，在7月11日晚8时与秦德纯签订了《卢沟桥事件现地协定》（简称《秦—松协定》），要求第29军向日军道歉，并对责任者给以处分；卢沟桥城周围及龙（回）王庙，改由保安队维持治安；彻底取缔抗日各团体。