1933年3月4日，日军混成第14旅团的米山先遣队一部袭占冷口。北平军分会调商震的第32军前往增防。商震令第139师黄光华部（欠补充第1团）即刻驰赴迁安以北地区。7日，第139师蒋纪珂团（第717团）向冷口发起攻击，与日军激战数小时，攻占冷口两侧高地，敌军仓皇逃窜，冷口防御战打响。8日，商震令黄光华扼守阵地，补充第1团归还第139师建制，赶赴迁安以北地区。第139师的防御从城自岭到刘家口之间，正面宽约百余里，兵力单薄。时逢日军主力在喜峰口、古北口等地作战，冷口暂时沉寂。13日，日本关东军司令官命第6师团向冷口进攻，火速增援混成第14旅团。界岭口方面的混成第33旅团也派出步炮两个联队协助攻击。19～20日，第139师林作祯团的便衣警戒部队与日军骑兵部队在青龙县城以南的土石门附近激战，击毙敌军20余人，日军被击退。21日，敌炮兵700余人，由黄土坡附近继续南攻，便衣队排长马振诚率部抵抗，激战2个小时，击毙敌军10余人，马振诚阵亡，士兵伤亡亦重，便衣队撤至肖营子附近。22日，林作祯团与来犯日军主力在肖营子附近激战，中国守军数次与敌军肉搏，阵地两次易守，终因敌众我寡，阵地落入敌手。连长孟占顺、代理连长常向林相继殉国。后林作祯尽数派出预备队，激战终夜，才将敌人击退。25日夜，林作祯团派营长张克巽率部绕袭肖营子东侧高地，与敌军激战3个小时，营长张克巽冲锋在前，以身殉国，余部伤亡过半。在中国军队的顽强抵抗下，敌军退至肖营子以北。27日，日本关东军司令官下令调整部署，准备集中兵力攻夺冷口。4月1日，日军独立守备队岩田支队攻占石门寨。同时，敌第8师团长令混成第14和33旅团的各一部直接参加冷口作战。2日，第6师团主力到达肖营子北面的打虎店。8～9日，各路日军集结完毕，准备发起猛攻。9日，肖营子高地上的30余门敌炮，向守军阵地密集射击，白羊峪以东各地，全部进入激战状态。中国官兵顽强抵抗，战至日暮，东蚂蚁滩及马道沟的敌军被击退。与此同时，郭维藩团在樱桃园东北高地及白梨山一带，也与千余敌人发生激战。入夜以后，敌军又增至2千多人。分多路纵队向郭团阵地冲击，战斗十分激烈，双方死伤皆重。战至10日拂晓，白梨山鞍部阵地先行失陷。日军一部即由此侵入石梯子一带，另一部绕至东半壁山北侧，企图截断郭团归路。黄光华急派步兵两连前往增援，因仰攻不利，为敌所阻，白梨山阵地被敌军占领。10日黎明，白羊峪到四十二口数十里间，同时受到日军联合炮兵空军的猛攻。马道沟正面及右翼刘家口、徐流口的敌人也加强了攻势。与此同时，由董家口窜入的敌军，乘守军苦战之际，攻击其左翼，第32军军部急令在胡家庄的高鸿文师团前往驱逐。入夜，敌军由樱桃园向马道沟阵地左侧背发起攻击，中国守军被迫从马道沟阵地撤至张杖子之线。
马道沟阵地失陷后，中国守军燕窝沟口阵地顿时暴露，敌人乘机由两侧发起猛攻，燕窝沟口阵地失陷，第715团奉命撤回长城口内。
商震认为燕窝沟口阵地得失关系重大，令黄光华将冷口前方高地第721团张营撤回扼守老君台，令第715团由老君台向敌逆袭。黄光华当即令林作祯团第1营由老君台以东、第2营由老君台以南、胡有义团由老君台以西同时对由燕窝沟口突入之敌包围攻击。4时，燕窝沟口之敌陆续增加，并沿长城向东西两侧席卷，第715、717、721各团均陷入苦战。至7时30分，各团伤亡严重。此时，右翼刘家口一带阵地被敌人突破，日军宫崎支队向冷口右侧背迂回。驻冷口中国守军左右受敌，难以支持，奉命放弃阵地，向东西晒甲山、蟒山、兰若院一带阵地撤退，后又遭敌机跟踪轰炸、敌军跟随追击，撤退各部继续后撤，直至滦河右岸。至此，冷口、迁安均告失陷。