宁殿武的率领下，包围了东站并发起攻击，倭寇守备部队和航空兵团拼死抵抗。进攻倭寇老巢日租界的战斗也十分残酷，国军军队从凌晨2时到4时55分，经过反复争夺，攻入日租界。国军军队的突然进攻，打乱了倭寇的军事部署，倭寇军料所不及、仓惶应战，处境极为不利。倭寇驻津总领事堀内干城在给倭寇驻北平大使馆参事森岛守人的电报中惊呼我方处于甚为危惧的状态。

-为挽回败局，倭寇决定抽调北平倭寇和关东军增援津门，一面对津门施行空中轰炸，其主要目标为北宁路总站以北的保安队总部和北宁公园、市政府、金汤桥西畔的警察总部、联结日租界北端大和街的电话局、东站和万国桥（今解放桥）之间的邮务总局周围、南开大学等。下午2时半开始，数十架倭寇飞机对上述地点进行了狂轰滥炸，国军军队在倭寇飞机的轰炸下伤亡惨重，只得暂时撤退，一些据点和要害部门得而复失。倭寇飞机还轰炸屠杀和平居民，南开大学破坏尤酷。到29日下午，国军军队经历了10多个小时的浴血抗战，又遭到倭寇飞机的猛烈轰炸，部队损失巨大，原订作为总预备队的黄维纲旅，由于在大沽等地与倭寇交战，也未能按计划增援，而北平倭寇则源源开来，孤军奋战的国军军队开始处于退守状态。

宋哲元在29日上午致电军政部长何应钦，要求增援，但未得到回应。津门守军自力不支，中央军又拒不北上增援，而倭寇援军已相继到来。7月30日，天津沦陷。