1933年3月11日，痛定思痛的29軍軍長宋哲元決定再次發動夜襲。此次計劃部署如下：109旅、113旅兵分左右兩路展開行動。

左路由109旅旅長趙登禹親自帶隊，又細分為兩支隊伍。一支由217團團長王長海率領，隊伍包含217團、218團一個營及224團手槍連，共一團一營一連的兵力。他們從潘家口出發，繞過蔡家峪直搗日軍白臺子炮兵陣地，之后向南發起攻擊。另一支由224團董升堂帶隊，以本部224團為班底，同樣從潘家口出發，目標是日軍三家子炮兵陣地，得手后再向東進攻。趙登禹旅長則親率特務營緊隨其后。

右路由113旅的彭澤湘、呂夢熊率領第226團和第218團部分兵力，從鐵門關出擊，繞至敵人左側背發動攻擊。按計劃，兩路攻勢將在喜峰口北側會合，共同奪取日軍占據的東北側高地。

此外，110旅旅長王治邦率219團和第218團余部（加強一個營），堅守喜峰口正面陣地，任務是牽制日軍，待機出擊。

11日晚12時，夜襲行動正式打響。左路兩支隊進展順利，沿途日軍哨所被悄無聲息地解決。日軍尚未反應過來，三家子和白臺子炮兵陣地及指揮所即被我軍攻占。大炮、裝甲車、彈藥庫能帶走的全部帶走，無法帶走的當場破壞。王長海部更機智地將日軍大炮拖出，反向轟擊其陣地。左路乘勢連克日軍十余處據點。夜襲隊戰士在雪地快速突進，手持短槍和大刀奮勇拼殺。許多日軍仍在睡夢中便被"破風八刀"砍殺，一夜斃敵600余人。喜峰口夜襲大刀隊的英勇事跡從此流傳。

日軍回過神后向兩側山上逃竄，憑借地形阻擊夜襲隊會合。右路彭澤湘部也被白臺子東南高地日軍阻截。夜襲隊被分割為三部分，最終未能完全會合。戰士們遂向南城子、喜峰口等高地進攻。同時，堅守正面的王治邦部也主動出擊，但因地形限制、日軍頑抗及風雪交加導致地面濕滑，加之各部未能會合，攻擊未獲成功。至次日15時，兩路部隊撤回長城以南原防線。

雖未奪回喜峰口東北高地，但此戰對日軍第十四混成旅團的炮兵和騎兵造成毀滅性打擊，遏制了其進攻勢頭。與長城抗戰中其他被動挨打部隊相比，多次主動反攻的29軍表現突出。《朝日新聞》稱此戰使日軍"明治大帝造兵以來，皇軍名譽盡喪于喜峰口外，遭受60年來未有之恥辱"。此戰被稱為"喜峰口大捷"，29軍的大刀精神后被譜寫成家喻戶曉的《大刀進行曲》——"大刀，大刀，向鬼子們的頭上砍去......"

當夜遭襲的日軍緊急向關東軍司令部求援。五藤信義命令駐赤峰的第六師團南下支援。14日，失去炮火支援的第十四混成旅團攻勢減弱，北撤至寬城等待援軍和炮火。喜峰口遂被間接收復。在援軍抵達前，雙方未發生大規模戰斗，但日軍開始在羅文峪積極部署行動。

喜峰口西南40公里處的羅文峪是戰略要地，位于喜峰口后方聯絡線側背，也是日軍通往華北的必經之路。一旦失守，日軍可長驅直入南下，遵化將難保，灤東國軍也將陷入后路被斷的絕境。

當時防守羅文峪的是29軍暫編第二師劉汝明部。該部僅有兩團兵力，卻需承擔從馬蘭峪至龍井關40多公里防線的防守任務，形勢極為嚴峻。

日軍第八師團長西義一得知羅文峪守備空虛，立即派遣師團直轄第四旅團，配屬騎兵第八聯隊和偽軍兩個旅，乘夜急行軍進攻羅文峪。

14日，日軍逼近羅文峪。宋哲元見勢危急，立即調兵遣將：先從喜峰口抽調37師219團、38師228團增援劉汝明部；又命53軍第106師沈克部從薊縣向長城外興隆進發。

16日，南下日軍途經興隆抵達半壁山時，遭106師沈克部頑強阻擊。日軍雖最終突破防線，但消耗了大量時間和兵力。17日上午，日軍出動十余架飛機轟炸羅文峪和山楂峪后發動大規模進攻。

面對猛烈攻勢，劉汝明部將士頑強抵抗，堅守整天多次擊退日軍，使其無法前進。

當夜，劉汝明組織夜襲：抽調一營兵力出長城從左翼突襲，正面部隊同時全線出擊。激戰至次日拂曉，日軍傷亡慘重。當晚劉汝明再次夜襲，親率兩團主力分左右翼夾擊日軍。雖左路行動被察覺，但劉汝明果斷下令全線進攻。經徹夜血戰，至19日清晨，羅文峪和山楂峪附近日軍被徹底肅清，狼狽敗退。我軍士氣大振，最遠部隊推進近十公里。

此戰29軍再次取得輝煌戰果，極大振奮了全國抗日信心。