29軍派109旅旅長趙登禹指揮這場大刀隊奇襲。考慮到趙登禹部在此前的戰鬥中損失較大,只有王長海團編製較完整,於是將38師董升堂團也交由他指揮。王長海和董升堂接到命令后,立刻在各自的團里挑出500名擅長刀術和近身肉搏的士兵組成大刀隊,只帶大刀和手榴彈,其餘士兵進行火力掩護。統由一〇九旅旅長趙登禹指揮。
3月12日,董升堂團首先來到了位於長城外小喜峰口的三家子村和前仗子村附近。當天晚上,皓月當空,正是夜戰的良機。這裡有一支日軍的騎兵部隊在宿營,滿街都是馬,日軍正在酣睡之中。大刀隊迅速解決了日軍哨兵,揮舞著大刀,沖入日軍營房。先扔了一陣手榴彈,緊接著趁日軍混亂之機用大刀劈殺,日軍被打得措手不及,很多人稀里糊塗地就做了刀下之鬼。大刀隊又趁亂放火,日軍其他部隊見到火光,紛紛趕來增援。然而在夜間,日軍的飛機大炮都發揮不了作用。儘管日軍士兵也都是從入伍就接受刺殺訓練,但在西北軍英勇的大刀隊面前,卻占不到任何便宜。
在董升堂團與大批日軍酣戰之時,王長海團也趕到了狼洞子及白檯子敵人的炮兵陣地。大刀隊再顯神威,一舉奪取了敵人的陣地,砍殺了百餘名正在睡覺的日軍炮兵,並繳獲了大量的火炮和彈藥。
兩支部隊的襲擊,讓日軍十分吃驚,他們迅速調集大批部隊進行反撲,在人數上處於劣勢的大刀隊並不畏懼,依然與日軍繼續肉搏。隨後,大刀隊燒毀了日軍的輜重糧草,炸毀了繳獲的火炮和裝甲車,在後續部隊的掩護下撤出了戰場,喜峰口戰鬥大獲全勝。
日軍自侵佔東北以後,所遇抵抗輕微,夜間都是脫衣而睡,警備鬆懈,囂張狂妄至極。經此次打擊之後,人人都和衣持搶睡覺,甚至還有人晚上都戴著鋼盔以防被砍頭。連日本報刊都不得不承認喜峰口之戰是「皇軍的奇恥大辱」。
這次戰鬥開創了大刀隊夜襲日軍的先例,沉重打擊了日軍的囂張氣焰,全國人民的抗日熱情為之高漲!1937年作曲家麥新在創作抗日歌曲時,首先想到了這場戰鬥。於是一首鼓舞全國人民士氣的經典歌曲誕生了:「大刀向鬼子們的頭上砍去!全國武裝的弟兄們,抗戰的一天來到了……
抗日戰爭期間,一首《大刀進行曲》傳唱大江南北,至今很多人仍耳熟能詳。這首歌曲在最早發布的時候,上面寫著「獻給29軍大刀隊。
29軍的三名領導人,張自忠,趙登禹, 佟麟閣(29軍副軍長)也成為北京僅有的三條以人姓名命名的街道(北京連以孫中山命名的街道都沒有)!
喜峰口和29軍,永遠留在中國人民的心裡!!