一夜的思考和反复琢磨，蒋介石的思想渐渐地走向全面抗战的道路上。
9日，蒋介石电召何应钦由四川速返南京，着手编组部队，准备应战。惟恐29军临阵动摇，他再次电令华北，指示29军道：
“守土应具必死决战之决心与积极准备之精神相应付。至谈判，尤需防其j狡之惯伎，务须不丧失丝毫为原则。”
在命令宋哲元29军严阵以待的同时，蒋介石秘密电令孙连仲第26军北上保定、石家庄地区，准备同日军作战。
7月10日，蒋介石再下决心，就全面抗战事宜，又采取三项紧急措施：
（一）编组战斗部队，第一线为100个师；预备军为80个师，7月底前，组建好大本营和各集团军、军团等。
（二）将可供6个月用的弹药屯置长江以北三分之二，以南三分之一。如果兵工厂一旦被摧毁，则从法国、比利时购买军火，经香港、越南运回国内。
（三）准备后备兵员100万人，军马50万头和6个月的军粮。
蒋介石这次是铁了心不向日本人低头，如果日本人硬要他低头，硬要中国丧失主权，他决意拼死一战。他这么想，可华北地区的29军却背着他向日本人做了让步。
7月11日下午，张自忠代表29军与日方达成了屈辱协议，不但同意道歉、保证今后不再发生类似事件及取缔抗日团体等，还答应了日军宛平城、回龙庙不驻扎中国军队的无理要求。
蒋介石闻讯大为震怒，痛斥29军媚日，没有骨气，并命外交部长王宠惠以备忘录形式通知日
本驻华使馆：“任何谅解，未经中央核准者，无效。”
12日，日本政府任命香月清司中将为中国驻屯军司令官。日本外务省也发表声明称：今后军人对军人交涉，不关外交当局事。
在此严重情况下，蒋介石认定日本必无满足之时，任何让步也不能满足东京的野心。遂于13日电示宋哲元，表示准备抗战的决心。他在电文中指出：“中央已决心运用全力抗战，宁为玉碎，不为瓦全，以保持我国家之人格。”
7月17日，蒋介石在庐山发表了著名的“最后关头”谈话，对外界表明了他坚决抗战之决心。
他说：“我们既是一个弱国，如临到最后关头，便只有拚全民族的生命，以求国家生存。那时节，再不容许我们中途妥协。须知中途妥协的条件，便是整个投降、整个灭亡之条件。全国民众要认清所谓‘最后关头’的意义。……
“和平已非轻易可求得，眼前如果要求平安无事，只有让人家（日本）军队无限制地出入于我们国土，而我们本国军队反要忍受限制，不能在本国土地内自由驻扎；或是人家向中国军队开枪，而我们不能还枪。……
“我们东四省失陷，已有6年之久；现在冲突地点到了北乎门口的卢沟桥。如果卢沟桥可以受人压迫强占，那么我们百年故都，北方政治、文化的中心与军事重镇北平，就要变成沈阳第二！
“今日的北平如果变成昔日的沈阳；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！”
最后他表示：“如果战端一开，那就是地无分南北，人无分老幼，无论何人，皆有守土抗战之责任，皆应抱定牺牲一切之决心。”
这些话是蒋的肺腑之言，也是他最为关注的他的统治和国家存亡的根本大计。在国家存亡危急之秋，他经过多年的徘徊和委屈求全的痛苦后，在最后关头，毅然悬崖勒马，决心抗战，决不投降，乃为国家之侥幸，民族之庆幸。
从另一个角度考虑，最后促使其下定抗战决心的，还有对西方反对德国和日本法西斯力量的期望。他一直认为美国和英国等西方国家，决不会坐视日本的侵略损害其自身的利益和安全，因而定会参加对德国和日本的战争，只是时间早晚而已。
蒋介石虽已表示准备抗战决心，但从内心深处，他仍是心存顾忌，一方面他在考虑全面抗战对其自身统治的利害得失，还抱有说服日本和平解决争端的幻想，另一方面，他对全面抗战的实行，仍有些惧怕心理。7月17日的谈话中，他仍呼吁日本能给予和平解决的希望。
“卢沟桥能否不扩大为中日战争，全系于日本政府的态度。和平希望之关键，全系于日本军队之行动。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和平解决。”
当然，蒋介石是有他自己的原则的。他的和平解决，并不是要宋哲元丧失领土、主权，把平津让给日本人的那种和平，他是在坚持不失去对华北的主权的和平。如果连这点也达不到，那即是“最后关头”的到来。所以他一面准备坚决抗战，一
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