军军长宋哲元采用“不屈服，不扩大”方针，就地抵抗，在这两种途径下进行抗战的准备及部署。
７月９日，蒋介石令第２６路军孙连仲部２个师和第４０军庞炳勋部、第８４师高桂滋部开赴石家庄、保定一带应援；同时把派兵北上的决定电告第２９军及正在乐陵老家的宋哲元，并要求其“速回保定指挥”。宋哲元没有遵命离乡，当日回电蒋介石：“此间战事业于今晨停息”，“华北部队守土有责，自当努力应付当前现况。职决遵照钧座‘不丧地、不失土’之意旨，誓与周旋。”宋哲元意在以谈判求得和平解决。１０日，蒋介石再电告宋哲元：“守土应具决死决战之决心与积极准备之精神应付。至谈判，尤须防其奸狡之惯伎，务期不丧丝毫主权为原则。”同时又电令其“务望在此期间，从速构筑预定之国防线工事，星夜赶筑。如限完成为要。”
９日，蒋介石还电令在四川的何应钦即回南京；并致电徐永昌、程潜及训练总监唐生智，说倭寇挑衅，无论其用意如何，我军应准备全体动员。同时向全国各行营、绥署及各省市发出一封密电：“日寇挑衅，齐日（８日）与吾２９军部队相持于宛平附近，当今通饬一体戒备，准备抗战，并调２６路两师、第４０军、第８５师各部迅速开保、石，以备应援。另令第２１、２５两师继续开拔各在案。顷据报，双方撤兵，听候谈判。但日人诡诈，用意莫测。我全国各地方、各部队仍应切实准备，勿稍疏懈，以防万一，是为至要。”这实际上是对全国、全军的动员令，可见国民政府虽然仍未完全放弃和平解决的意图，但基本上已定下了抵抗日本武装侵略的决心。
何应钦于７月１０日返回南京，主持抗日军事的日常工作。从７月１１日起，每天２１时在其官邸召开军事汇报会议。除军政部、参谋本部、训练总监部、军事参议院、航空委员会及海军司令部的领导外，各有关司、署、厅、室及兵监的负责人也参加会议。举凡有关抗战的准备、动员、部署以及后勤供应等问题，均在此讨论，重大问题报蒋介石决定，一般问题由会议作出决定，报蒋介石批准执行。
经国民党中央两次电催，宋哲元方于１１日离开乐陵；但宋作为华北最高军政长官，并未返回华北军政中心的北平或中央指令其开设指挥部的保定去筹划战备、指挥作战，而是去了天津，希图与日驻屯军司令官香月清司进行求和的接触。
何应钦得知宋哲元停留天津、无意回北平或赴保定，于１２日晚以特急电催宋到保定指挥。电文说：“卢事日趋严重，津市遍布日军， 兄在津万分危险，务祈即刻秘密赴保，坐镇主持，无任盼祷。”与此同时，蒋介石对位于陕西、河南、湖北、安徽、江苏的中央直属部队发布了正式动员令，命令以上地区的部队向以郑州为中心的陇海、平汉铁路沿线集结，同时命令山东省主席韩复榘担任津浦北线的防卫任务。又命令平汉、陇海、津浦三铁路局集结军用列车，并命令汽船公司将船舶回航到指定地点。
蒋介石得知宋哲元滞留天津一心与日军谈判求和而毫无抗战准备，于１３日致电宋哲元：“卢案必不能和平解决。无论我方允其任何条件，而对方的目的，则以冀察为不驻兵区域与区内组织用人皆得其同意，造成第二冀东。若不做到此步，则彼必得寸进尺，决无已时。中正已决心运用全力抗战，宁为玉碎，毋为瓦全，以保我国家和个人之人格。”并要求其“与中央共同一致，无论和战，万勿单独进行”。但宋哲元并未按政府的指示奉行，他派张自忠等往见香月清司，转达自己的态度：“哲元从现在起留在天津，悉遵从军司令官的一切指导。”而且于１３日夜下达命令： 从１４日起，北宁铁路列车正常运行，解除北平戒严，释放被捕日人，严禁与日人摩擦。并将此命令向日军通报。１４日，宋致电何应钦：“因兵力大部在平津附近，且平津地当冲要，故先到津部署，俟稍有头绪，即行赴保。”实际上拒绝了中央令其先到保定指挥部队作抗战准备的命令，继续留津与日军进行妥协谈判。但香月清司对谈判并不积极，拒绝与宋哲元会见，仅派出１名少佐参谋于１４日夜会见宋哲元，要宋哲元承认原拟就的《情况判断》中的７条要求。宋哲元原则上接受了日军的要求，仅请暂缓实行。宋又即派张自忠等作为自己的代表，访日军参谋长桥本，要求谈判。谈判的结果是： 处罚当时卢沟桥的营长，由秦德纯代表宋哲元向日军道歉，调走第３７师，由第３８师接替北平城防，允诺立即撤兵和取缔一切抗日活动。由于日军已经决定以武力占领平津，谈判的条件未能满足其要求，所以日本军方未予批准，仍加紧进行进攻部署。
在宋哲元滞留天津与日军进行妥协谈判的时候，何应钦曾不断地将政府所得日本国内动员和调兵华北的情况通报宋哲元，并提请宋在对日交涉中注意，指出日军的和谈是缓兵之计，待兵力集中后即会对第２９军发动进攻。同时，蒋介石对宋在军事上给予应有的支持。７月１４日，蒋指示何应钦抽调高射炮兵６个连运往保定，运送子弹２００万发给第２９军。１７日，蒋令商震所部４个团赴石家庄集中待命，令第２６路军、第４０军统归宋指挥。正在保定的参谋次长熊斌除派杨宣诚处长赴天津，又派高参方贤等先后赴津与宋联系，并敦促宋到保定指挥。１５日下午６时，何应钦急电宋哲元： 日军正在集中，企图包围南苑，当地情况虽有缓和，重开谈判，但这是“日人效‘一？二八’故事，先行缓兵，俟援军到达，即不顾信义，希图将我２９军一网打尽。形势显然，最为可虑。望即确实注意，计划应付为祷。”宋显然对此不以为然。他在１６日中午给何的回电中说：“兹奉电令各节，倘不幸而真成事实，则是现在已陷绝境，应请中央作第二步准备，以待非常之变也。”１６日晚１１时，蒋介石于庐山又密电宋哲元和秦德纯，指出：“连日对方盛传兄等已与日方签订协定，内容大致为（一）道歉，（二） 惩凶，（三） 卢沟桥区驻兵，（四） 防共及取缔排日等项，此时协定条款殆已遍传欧美。综观现在情势，日方决以全力威胁地方签订此约为第一目的。但日方所欲者，若仅止于所传数点，则其大动干戈可为毫无意识。推其用意，签订协定为第一步，俟大军到集后，再提政治条件，其严酷恐将甚于去年之所谓‘四原则’‘八要领’。观于日外次崛内告我杨代办‘已签地方协定为局部解决之基础’一语，并足证明，此基础之外另有文章也。务希兄等特别注意于此，今事决非如此已了。只要吾兄等能坚持到底，则成败利钝，中正愿独负其责也。”
何应钦惟恐冀察当局为“保住地盘”而昧于大势，于１７日再次致电宋哲元、张自忠、秦德纯、冯治安、张樾亭，告知日军在国内已动员及出动之部队已有５个师团之众，“调兵遣将，未稍停止。而关东军陆续输送至天津者，截至删日（１５日）止，已２０列车，当已在１个师团左右，并有数千人沿平津公路及津保公路前进中。其在卢沟桥正面者千余人，正构筑工事及建飞机场。窥其用意，显系对北平及南苑取包围形势。而近日则派小参谋数人与我方谈判和平，希图缓兵，以牵制我方，使不作军事准备，一俟到达平郊、部队较我２９军占优势时，即开始攻占北平，先消灭我２９军。此项诡计，最为可虑。‘一？二八’之役，可作前车。兄等近日似均陷于政治谈判之圈套，而对军事准备颇现疏懈，如果能在不损失领土主权之原则下和平解决，固所深愿，弟恐谈判未成，大兵入关，迩时（那时）在强力压迫之下，和、战皆陷于绝境，不得不作城下之盟，则将噬脐无及。望兄一面不放弃和平，一面应暗作军事准备，尤其防止敌军袭击北平及南苑，更须妥定计划。弟意宜以北平城、南苑及宛平为三据点，将兵力集结，构筑工事，作持久抵抗之准备。如日军开始包围攻击时，我保定、沧州之部队及在任丘之赵师同时北上应援。庶平、津可保，敌计不逞，如何？”中央如此警告，宋哲元竟仍不为所动，未做任何抵抗的军事准备。
中国政府外交部就卢沟桥事变问题曾多次与日本驻华使节谈判，并以公函正式告知日本：“无论现地已经达成之协定，还是将来成立之任何谅解和协定，只有经过中央认可后才能生效。”期望由两国政府直接交涉，以争取在“不丧权、不失土”条件下和平解决。但日本以“解决卢沟桥事件完全是华北地方当局的职权”为由，予以拒绝。
由于中日直接外交未取得任何成效，蒋介石试图通过第三国和国际外交活动阻止日本侵略。１６日向《九国公约》签字国发出备忘录，希望国际主持公道，但没有任何结果。在此情况下，蒋介石于７月１７日在庐山谈话会上发表了重要讲话。讲话的主要内容为：
中国正在外求和平内求统一的时候，突然发生了卢沟桥事变，不但我举国民众悲愤不置，世界舆论也都异常震惊，此事发展结果，不仅是中国存亡的问题，而将是世界人类祸福所系。
……
第一，中华民族本是酷爱和平，国民政府的外交政策，向来主张对内求自存，对外求共存……前年五全大会，本人外交报告所谓“和平未到根本绝望时期，绝不放弃和平，牺牲未到最后关头，决不轻言牺牲”……如果临到最后关头，便只有拼全民族的生命，以求国家的生存……最后关头一到，我们只有牺牲到底，抗战到底……
第二，这次卢沟桥事件发生以后，或有人以为是偶然突发的，但１月来对方舆论或外交上直接间接的表示，都使我们觉到事变发生的征兆……现在冲突地点已到了北平门口的卢沟桥，如果卢沟桥可以受人压迫强占，那末我们五百年故都，北方政治文化的中心与军事重镇的北平，就要变成沈阳第二。今日的北平若果变成昔日的沈阳，今日的冀察，亦将成为昔日的东四省。北平若可变成沈阳，南京又何尝不可变成北平！ 所以卢沟桥事件的推演，是关系中国国家整个的问题。此事能否结束，就是最后关头的境界。
第三，万一真到了无可避免的最后关头，我们当然只有牺牲，只有抗战，但我们的态度只是应战，而不是求战……至于战争既开之后，则因为我们是弱国，再没有妥协的机会，如果放弃尺寸土地与主权，便是中华民族的千古罪人，那时便只有拼民族的生命，求我们最后的胜利。
第四，卢沟桥事件能否不扩大为中日战争，全系日本政府的态度……在和平根本绝望之前一秒钟，我们还是希望和平的，希望由和平的外交方法求得卢事的解决。但是我们的立场有极明显的四点： （一） 任何解决，不得侵害中国主权与领土之完整；（二） 冀察行政组织，不容任何不合法之改变；（三） 中央政府所派地方官吏，如冀察政务委员会委员长宋哲元等，不能任人要求撤换；（四） 第２９军现在所驻地区，不能受任何约束。�