解散收编，余部被缩编为宋哲元的29军、孙连仲的26路军、吉鸿昌的22路军、梁冠英的25路军等，以及韩复榘、石友三的投蒋部队。
宋哲元的部队被张学良改编为29军，成为东北军作战序列，便是此次长城抗战的主力。
在接到少帅的命令之后，宋哲元急命第37师主力迅速开赴第二道关门布防，而张自忠奉命抽调所属第38师第224团和第226团，由第113旅旅长佟泽光率领开赴关门增防。
从3月10日开始，第29军便与日军展开激战。阵地工事全被日军火炮轰塌，第29军官兵在冰天雪地中拼死抵抗。
赵登禹率部绕到日军后面，发起奇袭；一举夺回高地，还俘获坦克数辆；并一度偷袭日军混成第14旅团的指挥部。
几日前，张自忠决心再度夜袭日军。
第38师第224团夜袭潘家口右翼，第226团夜袭铁门关左翼；而第37师217团夜袭蔡家峪。其中董升堂第224团在袭击白台子日军炮兵阵地得手后，又继续向三家子日军炮兵阵地发起进攻；而第217团攻占蔡家峪附近各高地及炮兵阵地，但拂晓时遭日军反攻后，第29军回撤。
喜峰口大捷毙伤日军千余人，极大震奋了中国军民