当前线战斗最激烈的时候，中日间在北平的秘密谈判也到了关键时刻。为了使日军答应停战，何应钦命令何柱国、王以哲、万福麟等军撤到宁河、宝坻之线，宋哲元部撤到三河、平谷以东地区。这样，日军第6师团在滦西的进攻如同旅行，未遇到中国军队的任何抵抗。
这时，新成立的北平政务整理委员会委员长黄郛到达北平，派出密使与日方人员谈判。黄郛连夜与日方代表达成协议，决定中日双方在顺义、通县、香河、宝坻、宁河、芦台一线全线停火。正在与日军交战的傅作义军只好遵令停止战斗，向后撤退。日军先后占领冀东的丰润、迁安、遵化、唐山、玉田、蓟县、三河、香河、平谷、密云、怀柔等县市。这时日军从南、东、北三个方向对北平形成威逼态势。至此，历经近3个月的长城战役的战火逐渐平息下来。
5月25日，军事委员会北平分会代委员长何应钦派军使徐燕谋至密云向日军求和，双方停止军事行动。31日，双方代表在塘沽签订了使中国丧权辱国的《塘沽协定》，在事实上承认了日本占领东北三省和热河，并把冀东置于日伪势力范围之内。广大爱国军民所进行的长城抗战，终因国民党政府采取妥协退让的方针而导致失败。蒋介石和南京国民政府即不愿战，又不能不战；想和又不能和，继续贯彻“攘外必先安内”的反动政策和“一面抵抗，一面交涉”的投降外交。日本侵略者由于在长城沿线受到出乎意料的顽强抵抗，损失惨重；国内发动对华全面战争的准备和国际环境都还不成熟，继续执行“以战促变”、“武力逼和”的方针，以图达到“屈服华北当局”，“促使华中华南分裂”的目的。因此，当长城线上两军激烈战斗时，南京政府与日本侵略者在暗处进行着讨价还价的“交涉”。 5月26日，北平军分会派去的参谋徐燕谋与日本第8师团长西义一面洽停战，日方除原提出的4项条件外，又增加“随时派飞巩侦察，及用其他方法，以视察中国军之撤退状况。中国方面，对此狈予以保护及一切之便利”的条件。何应钦表示接受，并于5月3l日通令各部队：
一、对阵地工事之构筑，即日停止工作；
二、凡第一线之突出部队，均撤回预定之线内；
三、对敌飞机停止射击。
显然，“交涉”的结果是守卫长城的爱国将士被出卖，长城防线被步步放弃。
5月30日，北平军分会派中将总参议熊斌等与日本关东军副参谋长、陆军少将冈村宁次等在塘沽谈判停战条件。5月31日上午11时 10分签字，产生了丧权辱国的《塘沽协定》。其内容如下：
一、中国军一律迅速撤退至延庆、昌平、高丽营、顺义、通州、香河、宝坻、林亭口、宁河、芦台所连之线以西、以南地区，尔后不再越过该线，不行一切挑战扰乱之行为。
二、日本军为证实第一项实行之情形，随时用飞机或其他方法，以行视察，中国方面应行保护，并予以便利。
三、日本军证实中国军业已遵守第一项规定时，不再超越上述中国军的撤退线进行追击，并自动回到大致长城之线。
四、长城线以南，第一项协定之线以北及以东地区内之治安维持，由中国警察机关任之。上述警察机关，不可用刺激日本感情之武力团体。
五、本协定签字盖章后，即生效力。
这个协定实际上默认了日本帝国主义侵占东北三省和热河省的合法性，并承认冀东为“非武装区”，中国不能在那里驻扎军队，而日本可以在那里自由行动。这样，整个华北门户洞开，处在日军的武装监视和支配之下，日军随时可以进占平津和冀察。