2月底，日軍佔領開魯、凌南等地並繼續向赤峯、建平等地進攻。時任熱河省主席、東北軍湯玉麟部稍戰即退，日軍迅速佔領承德，中國軍隊只能退到長城以內防線，張學良也因此通電下野。何應欽代理張學良的軍事委員會北平分會職務後，對防禦力量重新做了調整，企圖依靠長城各隘口阻擊日軍。這條東起山海關，西至嘉峪關，最早修建於秦朝，並經歷代修繕擴建的古老工事，再次成為了中華民族抵禦外族入侵的屏障。
按照作戰計劃，3月4日，29軍111旅副旅長何基沛帶領2營騎兵作為先頭部隊接防冷口。6日，又奉令防守冷口以西至馬蘭峪，長達三百餘里的長城各隘口。9日下午，29軍尚未趕到喜峯口，日軍兩個旅團以及部分偽軍，在十餘輛坦克的掩護下向喜峯口前沿陣地發起進攻。原駐防此處的東北軍萬福麟部抵擋不住，敗退下來，當天傍晚日軍便佔領了喜峯口外的高地，對我軍陣地極為不利。
傍晚29軍先頭部隊王長海團以及三十七師特務營趕到，趁敵立足未穩，藉助色由喜峯口兩側出擊，奪回了高地。29軍軍長宋哲元接獲戰報後，要求該部堅守喜峯口待援，他給部隊手書了兩項條約：一條是“寧為戰死鬼，不做亡國奴”；另一條是“有進無退，死而後已”。10日早，趙登禹、王治邦、佟澤光三個旅急行軍三十餘里趕到增援。10、11日，29軍與日軍發生激烈交戰，日軍不時以飛機、大炮轟炸我軍陣地。
29軍將士普遍覺得在山地揹着步槍不方便，更加願意攜帶大刀和手榴彈與敵近戰。故每次交戰都潛伏戰壕，等日軍進至百米以內再衝出戰壕，以手榴彈和大刀衝殺敵人。兩軍近戰，日軍飛機大大炮均無法運用。
29軍的大刀是經過專門設計的，將士們稱其為“無極刀”。長度約1米，刀面比傳統砍刀略窄，比劍稍寬。刀頭部兩面開刃，即可劈，又可刺。刀把長1寸左右，雙手握持，增加劈砍力度。29軍還專門請武術大師李堯臣為武術總教官。他根據六合刀法，針對日軍的刺殺術，創造了一套無機刀法：出刀時刀身下垂，刀口朝身；向上揮時刀背擋開日軍步槍的刺殺，同時順勢向下往敵人脖子上劈。一檔一劈為一個動作，敵人往往來不及反應。
經過兩日交戰，雙方傷亡都比較大，旅長趙登禹也被彈片擊中，腿部負傷。12日中午，前線軍官在一起商量，日軍炮火佔據絕對優勢，而我軍每天要傷亡一個團的兵力，當時29軍總共就10個團，照這樣打下去陣地10天就守不住了。趙登禹旅長提議趁夜繞道日軍後方，近戰突襲其陣地，224團團長董升堂自幼習武，他自告奮勇提出願親自帶領本團上陣。
最終大家商定採取迂迴夜襲戰術：由趙登禹率董升堂、王長海兩團從左翼繞至日軍右側背，攻擊喜峯口西側高山；由佟澤光率李九思、仝瑾瑩兩團從右翼繞至日軍左側背，攻擊攻擊喜峯口東側高山。得手之後，正面陣地之王治邦旅一起出擊。當天黃昏29軍輕裝出發，並下令部隊：“只准用大刀砍、手榴彈炸，非到萬不得已的情況，不得用輕機槍和步槍射擊，以殲滅敵人為第一，虜獲戰利品為次。”
在當地農夫的帶領下，趙登禹部穿過羊腸盤到，率先摸到日軍陣地。在潘家口至喜峯口之間，有一條狹長的谷地，中間有幾個村落。日軍正在這些村落裏宿營。連日來，日軍憑藉炮火優勢進攻，中國軍隊毫無還手之力，因此他們判斷我軍不敢貿然出擊，而放鬆了警惕。29軍趕到，立即殺入房內，先投擲手榴彈，再以大刀收割，打得日軍驚慌失措，哀嚎遍野。
此時駐守在老婆山的日軍發現山下火光沖天，立即派兵增援。佟澤光率領的一路大刀隊被日軍阻擋，與其交戰近4個小時仍無法突破，攻上東北側山頭的兩個先頭連傷亡殆盡。正面出擊的王治邦旅也為日軍炮火壓制。三股力量無法會師，只能各自為戰。戰至13日下午，各軍在毀壞繳獲的戰利品後由來路撤回。撤回陣地以後，戰士們才發現自己的大刀大多已被砍至捲刃，出現缺口。13日，軍長宋哲元在發給南京的報告電文中説
“喜峯口外正面之敵 , 真晚經我夜襲 , 受創甚劇。 本日急圖反攻 , 戰鬥仍激烈。我官兵沉着應戰，遠則槍擊 , 近則刀砍 , 敵終未得逞。 真晚繞攻時 , 我團長王長海將敵炮兵陣地佔領 , 得大炮十八門 , 因山僻路險 , 未能運回 , 當經完全破壞 , 故今日反攻炮擊甚少。 ”
據29軍事後編寫的《華北（長城）抗日實記》中提到：當晚王長海團砍殺日軍五六百人，繳獲作戰地圖若干、機槍20餘挺，將不能帶走的18門野炮拆回炮栓和炮鏡後炸燬，並燒燬裝甲車數輛，自身傷亡600餘人。董升堂團以傷亡百餘人的代價斃敵三百餘人。佟澤光部斃敵不下三四百，自身傷亡二百餘人。此戰過後，日軍不敢再貿然出擊，兩軍打成對峙狀態，日軍轉而攻擊防守比較薄弱的羅文峪口。
喜峯口一役，29軍勇士全憑血肉之軀，手持大刀與敵拼殺，勇氣固然可嘉，但其背後也折射出將士們的無奈——那就是中日雙方裝備的差距。29軍裝備大刀，並不是大刀與刺刀相比優勢，而是部隊太窮，沒錢裝備刺刀。
29軍是西北軍在中原大戰潰敗以後保留下來的部隊，裝備非常差。三分之一的槍械是漢陽造和三八式，三分之一是參加反蔣戰役從甘肅調出來的老毛瑟槍，另外三分之一則來自於自己仿造和從孫殿英部購買的土槍。全軍只有野炮和山炮十幾門，重機槍不過百挺，而且步槍上沒有刺刀。別看刺刀短小，但是製造工藝複雜，對材質要求也較高，29軍的軍械廠無法制造。而且刺刀屬於消耗品，對於連軍餉每年只能發10個月的29軍來説，當然不划算了。
但是考慮到近戰需求，29軍只能自己打造一些大刀，另外再多造一些手榴彈來彌補近戰的不足。冷兵器對決，一寸長則一寸強。日軍的步槍加上刺刀以後長達1.7米左右，刺刀在格鬥當中，動作直接簡單，所造成的是貫穿傷，對人威脅更大。況且日軍的身體素質普遍要比中國士兵強。大刀與刺刀相比並不佔優勢，否則近代軍隊又怎會統一裝備刺刀呢。但29軍將士卻憑藉刻苦的訓練和不畏犧牲的勇氣，突襲日軍，獲得戰功，真可謂“狹路相逢勇者勝”。
中日雙方軍事實力懸殊是客觀存在的，單憑喜峯口一役的小勝當然無法扭轉戰局。長城抗戰最終以中方失敗，簽訂城下之約告終。三十七師師長馮治安在為29軍出版的《華北（長城）抗日實記》一書的序言中寫道
“ 這次戰鬥的代價，誰都知道並且不可諱飾的，是換了一個《塘沽停戰協定》，可羞的屈辱的條約，這是多麼可恥的一件事情！尤其是我們素以衞國為職責的二十九軍……我最希望我們親愛的共同抗日的將士們，不要為這光榮戰史的光榮所迷惑，萬不要忘記了我們可恥可悲的失敗並失敗的原因與缺點。”
參考資料：
1、《烽火邊關 : 華北抗戰》王戡、馮傑；
2、《從九一八到七七事變》文史出版社；
3、《長城戰役》台北“國史館”印；
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