1937年9月24日，日軍佔領保定以後，便準備一舉攻佔石家莊，打通滄石路，繼而打開山西的東大門。
日軍第14師團和第20師團及河邊旅團沿著平漢路繼續南下，一部從攻擊滿城、定縣攻擊中國軍隊左翼，並與9月28日佔領定縣，29日佔領新樂。
而就在這時候，山西北部也岌岌可危，中國軍隊調走了三個師馳援，宋哲元的部隊又被調往津浦路作戰，從而使得平漢路防守兵力大為減少。
此時的正定僅剩下第32軍的1個師和第46獨立旅防守。10月7日，日軍抵達正定北邊的西房頭，並派出先遣隊佔領了正定以北中國守軍陣地。
10月8日，日軍各部隊按照計劃猛攻正定，第32軍儘管奮起抵抗，兩名旅長負傷，一名團長犧牲，官兵傷亡達四分之一。但面對日軍也僅僅在堅持了7個小時左右正定淪陷。
在佔領了滹沱河北岸的正定以後，日軍第20師團在10月9日開始渡過滹沱河，10月10日轉入追擊態勢。
日軍第14師團，在得到中國守軍退卻的消息後，也同步展開追擊，致使守軍三面受敵。
日軍同時向石家莊猛烈開跑，儘管第32軍軍長商震親自到前線指揮，戰士們用大刀與日軍肉搏，但奈何日軍炮火猛烈，僅靠血肉之軀並未能抵達日軍進攻。
戰至當天下午14時，中國軍隊防線全面崩潰，10月10日石家莊落入敵手。
至此平漢路北段中國軍隊原本設置的三道防線均被日軍突破。
尤其是作為平漢路和正太路交匯點的石家莊落入日軍之手後，日軍從此向南可長驅直入進攻河南，向北被沿正太路直撲娘子關，向西則可打通與津浦路的聯繫，相當於日軍實際上已經控制了華北平原，中國軍隊就此在華北處於極為不利的態勢。
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