蒋介石得知协定细目后，预料到，日方并非仅止于军事性的停战，而扩大到包括有政治性的条件在内了，因此，他当然不予批准，7月16日，电示宋哲元切勿对日军抱有任何幻想，要他冷静而严谨地面对现实，提高警惕：
“连日，对方盛传兄等已与日军签订协定，内容大致为：一、道歉；二、惩凶；三、不驻兵；四、防共及取缔排日等项。此种协定条款，殆已遍传欧美。综观现在情势，日本决以全力威胁地方签订此约为第一目的。但推其真意，签订协议为第一，俟大军调集后再谈政治条件。……今事绝非如此易事，只要吾兄等能坚持到底，则成败利钝，中(蒋介石)愿独负其责也。如何？盼复。”
然而，并未见宋哲元复电到來。
蒋介石心急如焚，他决定公开发表演说，让国人与世界公众必须认清当前的事态已不是简单的地方性局部问題，而是涉及中国主权与领土的国家与国家之间的严肃问題。此时此刻，对于日本、对于全中国的军民，都是到了必须宣示中华民国决心的时刻了!
7月17日，蒋介石在庐山谈话会上，发表了題为《对于日本的一贯方针与立场》的讲话：
“……我们既是一个弱国，如果临到‘最后关头’，便只有拼全民族的生命，以求国家生存。那时节，再不允许我们中途妥协，须知中途妥协的条件，便是整个投降、整个灭亡的条件。全国国民最要认清所谓‘最后关头’的意义。……
“和平已非轻易可以求得，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的国土，而我们本**队反而忍受限制，不能在本国土地内自由驻扎；或是人家向中**队开枪，而我们不能还枪。……
“我们的东四省失陷，已有6年之久；现在冲突地点已到了北平门口的卢沟桥。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的北平，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!
“所以卢沟桥事变的推演，是关系中国国家整个的问題，此事能否结束，就是‘最后关头’的境界。
“万一，真到了无可避免的‘最后关头’，我们当然只有牺牲，只有抗战；但我们的态度只是应战，而不是求战；应战，是应付‘最后关头’必不得已的方法。……
“我们固然是一个弱国，但不能不保持我们民族的生命，不能不负起祖宗先民所遗留给我们历史上的责任。……”
在国家、民族存亡危急之秋，在“最后关头”，蒋介石能表示抗战，决不投降，这在民族大义上，是值得称道的!
同一天，中国**方面的周恩來、秦邦宪、林伯渠同国民党方面的蒋介石、张冲、邵力子等在庐山举行会谈。**代表将一份題为《中国**为公布国共合作宣言》(以下简称《宣言》)交给蒋介石。在《宣言》中提出如下四项保证：
一、孙中山先生的三民主义为中国今后之必需。本党愿为其彻底的实现而奋斗。
二、取消一切推翻国民党政权的暴动政策及赤化运动，停止暴力沒收地主土地的政策。
三、取消现在的苏维埃政府，实行民主政治、以期全国政权之统一。
四、取消红军名义及番号，改编为国民革命军，受国民政府军事委员会之统辖，并待命出发，担任抗战前线之职责。《解放周报》第一卷第18期，1937年10月2日出版。
会谈中，**代表建议以《宣言》作为两党合作的政治基础，并由国民党将其公开发表。
蒋介石虽然表示了准备抗战的决心，但从自身的利害得失上考虑，他还是抱有说服日本和平解决卢沟桥事件争端的幻想。因此，在庐山谈话会上，蒋介石的“最后关头”演说又重申了《对于卢沟桥事件之严正表示》，表达他呼吁和平解决的希望：
“卢沟桥事件能否不扩大为中日战争，全系于日本政府的态度。和平希望绝续之关键，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，希望用和平的外交方法，求得卢事的解决。”
当然，蒋介石的和平解决是有条件的，他说：“但是，我们的立场明显有四点：(一)任何解决，不得侵害中国主权与领土之完整。(二)冀察行政组织，不允任何不合法之改变。(三)中央政府所派地方官吏，如冀察政务委员会委员长宋哲元等，不能任人要求撤换。(四)第29军现在所驻地区，不能受任何的约束。这四点立场，是弱国外交最低限度。”《蒋介石秘录》第十一册，第24页。
他最后表示：“我们希望和平，而不求苟安；准备应战，而决不求战。”还说：“如果战端一开，那就地无分南北，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。”
这篇“最后关头”的讲话发表在隔一天的7月19日的报纸上。蒋介石的这个讲话受到全国人民的热烈欢迎。它标志着蒋介石开始实践它屡次表示的团结抗战的许诺。
然而，日本方面正盼望着这“最后关头”的到來。就在蒋介石“最后关头”讲话公开发表的同一天，日本驻华大使馆送给中国外交部一份照会，指责中国政府的态度是挑战性质的，并要求“中央政府对于华北地方当局解决条件之实行勿予妨碍”。中国外交部当即复文反驳：
“我国政府愿经由外交途径与日本政府立即商议，俾得适应之解决。倘有地方性质可就地解决者，亦必经我国中央政府许可。”
还是在同一天，日本驻华大使馆武官喜多诚一登门访谒军政部长何应钦。喜多诚一毫不客气地指责中国为何向保定和石家庄地区增兵。并以胁迫的态度表示：如中国方面不撤兵，则局势必急变，必然引起中日全面之冲突，由此引起严重后果，必由中国方面负责。何应钦当即予以驳斥：“中**队之移动，全系出于自卫，日本新增加之军队如撤退，中国方面亦可考虑将新增加之军队撤退。当然之扩大与否，在日方，不在中国。”
事实上，日本政府是在向中国下“战书”。
明轩(宋哲元)只报告11日与倭方所协商之三条，而对19日所订“细则”，尚讳莫如深，似以不加深究为宜，使其能负责也。
7月19日，蒋介石的“最后关头”的讲话引起国内外、敌我方的强烈反响。第二天，蒋介石由庐山回到南京，召集全**政负责人研讨抗战的对策。20日，反蒋派的桂系李宗仁、白崇禧通电表示拥护中央，决心抗日到底。随后，其他反蒋派系也纷纷表示拥护蒋抗日，并表示服从蒋介石的指挥。
7月20日的这一天，日本驻华大使馆参事日高信六郎拜会外交部长王宠惠。日高信六郎提出强烈要求：
(一)南京方面应承认在华北当地的一切协定。
(二)立即停止煽动反日，并停止中央军北上。
王宠惠反复申明：任何协定都必须在事前得到中央的承认。
然而，作为29军军长和卢沟桥事件当地交涉的负责人宋哲元却对中央表示动摇，故意不经中央批准，就在“最后关头”讲话发表的7月19日，擅自承认了日军方面提出的7项协定的条件，并撤除北平防御工事。
蒋介石闻此情况，震惊不已，于7月22日急电宋哲元：
“闻38师阵地已撤，北平城内防御工事亦已撤除。如此，则倭寇待我北平城门通行照常后，彼必有进一步要求，或竟一举占我平城，思之危险万分。务必刻刻严防，步步留神，勿为所算。与倭所商办法，究竟如何？盍不速告？俾便综核。”
但宋哲元的复电却是38师师长张自忠与日方的松井太久郎于7月11日下午8时签署的三条协议内容。这其实已是迟到的报告，而且措辞模糊，看不清是已经签订了，还是仅仅是商定而已。蒋介石很气愤，但从全面考虑，他在7月23日写这篇日记的当天，又向宋哲元发了电报，其内容如下：
“中央对此次事件，自始即愿与兄同负责任。战则全战，和则全和，而在不损害领土主权范围之内，自无定须求战，不愿言和之理。所拟三条，倘兄已签字，中央当可同意，与兄共负其责，唯原文内容甚空，第二条之不驻军(宛平县城、龙王庙)，宜声明为临时办法，或至某时间为止，并不可限定兵数，第三条之彻底取缔(抗日团体)必以由我自动处理，不由彼方任意要求为限。此点应明加区别。
“至此事件之真正结束，自应以彼方撤退阳(7)日后所增援部队为重要关键，务希特别注意。”
当天，蒋介石特地派遣参谋次长熊斌秘密到北平，意在把中央的抗战决心及对事件的意旨当面传达给被日方要求“就地解决”而不可自拔的宋哲元。宋哲元也借故提出：“须赴北平一行，使部下遵守协定”，取得日本驻屯军司令官香月清司的同意，由天津到北京会晤熊斌。
熊斌向宋哲元语重心长地讲：为维护国家主权与领土，必须坚持抗战的信念，千万不能被日军的甜言蜜语所迷惑。熊还传达了蒋介石的抗战决心。宋哲元这才对中央的坚定意志有所体会，从而定下了抗战决心。