晋军参加北伐之战，在军事方面实在乏善可陈。唯有傅作义守涿州之战，可圈可点，堪称防御典范，绝对能与陕西“二虎”守西安相媲美。所以特别提出来可以单独作为一章来论述。
阎锡山之所以派傅作义部偷袭涿州，目的是截断京汉路，全歼京汉路保定以南之敌，并相机策应左路军李服膺部。
1927年的涿州，只是一座东西约两里、南北三里、被城墙包围的长方形小城，京汉铁路在城东五里左右斜穿而过。奉军的前锋主力守在200公里外的石家庄一带，准备阻击北上的国民军和东出娘子关的晋军，前敌指挥所就设在涿州以南的保定。在涿州这个连接北京和前线的要地，张作霖部署了嫡系15师师长张作相镇守。活跃在北京西南一带的傅作义，也将目光锁定在这里。占据涿州，既可切断奉军的补给和退路，同时能够威胁北京和京绥线奉军后方，这个小小城池的战略意义双方均了然于胸。
然而，阎锡山突然反奉，奉军一时被动，张作相的部队被仓促南调到保定以南迎战。奉军的调防并无大错，何况张学良很快便派遣亲信王以哲的一个旅接手涿州城防。对傅作义而言，涿州显然是诱惑，但估计双方都不会想到，奉军看似无忧的换防，竟会成为改变此战走向的关键节点。
以奉军的视野来看，晋军的威胁主要在京汉线西侧的娘子关和张家口两线。自古河北进出山西便是依靠太行山沿线隘口，最主要的关隘是井阱和娘子关。北京和涿州以西虽然还有紫金关和倒马关，但那里山势险峻，道路曲折，不适合大部队行动。
然而，正应了“出其不意，攻其不备”那句话。
1927年10月3日，晋军第四师在蔚县集结之后，师长傅作义觉得，如按原来的行军计划，部队进出桃花堡，行动容易被奉军察觉，于是改变计划，从蔚县东之九宫口入山，转至拒马河上游的大河南，然后沿拒马河而下。这条路线，固然路途艰险，行军困难，但人烟稀少，对方难于察觉他们的活动，按此行军路线，奇袭涿州，必能取胜。于是10月5日，傅作义部从蔚县出发。
九宫口一带，丛山叠嶂，矗立云霄，采樵小径，曲折蜿蜒。傅军行进途中，军士苦渴，山路又难行，沿路偶有居民，家中多无储备，征用几无所有，士兵所带干粮有限，每日只得半饱，然而又必须日夜兼程，忍饥前进。六天之后，傅军到了房山县之张坊镇。
张坊镇距涿州城有五十多里，这里穷山绝谷，道路崎岖，行人尚且少有，更从无军旅进出此地，所以傅作义的晋军四师沿拒马河经绝径来到这里之后，竟未遇到奉军的一兵一卒。
傅军的先遣支队，由其步兵三十六团团长袁庆曾任支队长。傅作义生性简朴坚毅，信奉岳飞“文官不贪财，武官不怕死”的用人准则。袁庆曾便是一个不怕死的能战之人，其大胆、坚决的作战风格与傅作义如出一辙。袁团下属三个营，当其中的两个营到达张坊后，由于过度疲劳，士兵皆卧地而憩。袁庆曾觉得，张坊濒临涿州，而晋军此来，至今未为奉军所知觉，应该抓住战机，急进涿州。于是他不等先遣支队的另一营士兵到达，即以马鞭抽醒卧睡的士兵，疾驰而至距涿州城只有八里路的东里池村，立即迸行部署，以两连兵力袭击城东南火车站。袁庆曾率余部至涿州北门，适值北门无奉军防守，故长驱直入，城内商民弄不清所来为谁之军，直至晋奉两军在南大街相遇。进驻涿州的奉军王以哲部士兵，均戴黄色臂章，而傅作义第四师晋军所戴臂章，是单日黄、双日红，这天恰好是单日，所以奉军见从对面过来的士兵也是黄臂章，以为是同部，并未怀疑，将要碰而时，对方突然开火，始知是敌军。
晋奉双方在城内南大街交火后，晋军四师袁庆曾的先遣队两个连也已到了火车站，奉军王以哲部陆续来涿的士兵有一批人正下车，即被晋军搞了个突然袭击。奉军退散后，晋军破坏铁路，掀翻铁轨。但奉军发现来犯的晋军人少势单，复又集合与晋军交锋，晋军被迫撤离车站。
至晚，据守在城内东南隅天主堂的奉军在旅长王以哲指挥下，突然向南门发起攻击，打死晋军守门的一名排长和在城上巡查的两名连长，南关的奉军乘机冲进城内，占据南门城楼，进至南大街，以麻包垒成工事固守。黎明时，城外奉军一面炮击北关，一面猛攻城东南、西南两角，攀援城墙，坠而复上；城内奉军向北推进，城内城外奉军互相呼应，城内晋军难于立足。但是晋军先遣队长袁庆曾很快组成了百余人的精锐突击队，穿便衣揉行屋脊，越高垣重檐，俯临南大街，居高临下，破坏了奉军的工事，破坏了奉军火沟网，城内奉军死伤过半，只好逃出城外。这样，城内奉军退尽，晋军开始固守。袁庆曾却不是实行消极守城的办法，而是采取主动出击的战术，他于立足未稳的当夜即派骑兵偷袭距涿州城东北方五里之遥的永乐火车站，打算炸毁永乐铁路桥而未成功，退回城内。
十月十二日，由晋军后续部队组成的先遣支援队，在步兵第四旅旅长白濡青的率领下，已经从张坊赶到距涿州三十里的观仙营。观仙营以东有奉军骑兵出没，并在观仙营东十里左右的泗各庄，发现有奉军驻守。白濡青部于十三日凌晨出发，一方而迎击奉军骑兵，一方面以炮轰击奉军守军。奉军骑兵披靡四散，守军也向东撤退。白濡青部晋军直趋涿州城北大石桥，城内晋军袁庆曾部出北门迎接。受到南北夹击的北关奉军溃退。晋军白濡青部从城外西北角经东北角至火车站进行警戒。
晋军傅作义的第四师本部，行进至西沙沟附近，遇到奉军步骑兵的迎袭，炮弹密如雨下，傅军师司令部的士兵大为惊恐。而当此危急之时，师长傅作义却十分镇定，从容指挥战斗，军心为之稳定。属下炮兵团长曾延毅，登临高阜，亲操大炮，一发击中奉军前锋，再发击中奉军后续，于是奉军相率引退。此时，晋军第四师的左右纵队均已进城，袁庆曾派兵四门出击，迎袭奉军，接应傅作又师本部，俘虏奉军一连人，缴获迫击炮、机关枪、步枪、弹药等一部。出袭永乐火车站的骑兵，将永乐铁路桥破坏，京汉铁路亦暂中断。十四日黎明，傅作义率晋军第四师司令部人马进人涿州城。
晋军第四师傅作义部乘虚进据涿州城时，奉军的大部分兵力都在京汉线保定以南和京绥线张家口以东迎击阎锡山的晋军主力。晋军谋定后动，来势很猛。奉军初战失利，继而经过整顿，逐渐将晋军南北两路分别击破，阎锡山各主力军纷纷撤离京汉、京绥两铁路线。奉军失地复得，阎锡山仓皇逃进娘子关，乃至晋军司令部全部印信等，都被奉军所截获。傅作义而言，攻下涿州后立即守城本是预定计划，但晋军迅速败退后更变成不得已而为之。依赖坚城，尚可等待援军；若是后撤，高山险阻，只要奉军凭借平原铁路迅速追击，极有可能遭其围歼。谁都不曾想到傅作义竟以其坚毅勇武之师，坚守涿城几近百日。
起初，奉军只有王以哲一个卫队旅的力量，在涿州与晋军傅作义的一个师相争持。王以哲旅下属步兵三个团，第一团团长刘多荃，第二团团长于兆麟，第三团团长韩麟征，都是有较强指挥能力的军官，部伍训练有素，装备也比较好。傅军据守涿城后，由于京汉铁路线距城只有千米左右，车站和往来列车均在城内炮火射程之内，所以往来列车如无奉军炮兵开炮掩护，便无法通过。
涿州扼北京之喉而抚保定之背，晋军期在必争，奉军也不会甘心失去。于是，晋奉双方对于涿州的攻与守的争战便激烈地展开了。
十月十四日黎明，晋军第四师师长傅作义进入涿州城以后，立即绕城培巡察，接着就召开全师官长会议，研究部署守城方略。他把守城分成两大战线，一是卫戌，由旅长白濡青任司令；一是城防，由团长袁庆曾任司令。他还提出，兵民相处最难，客兵初至尤其难，对部队必须实行严格的法纪约束。会议结束，他命令卫戍、城防分兵各司共职，士兵立即开始构筑工事，布置炮兵阵地。师司令部布告涿州民众，严申纪律：“凡我民众，各安生业，勿相惊疑。公平交易，勿抬市价。倘官兵或有不法行为，准予来部控告，定行尽法惩治，决不姑宽。其各凛遵。”
围城最易从内部动摇。布防伊始，傅作义严格约束军纪，告示居民可以控告官兵违法；在城防司令之外特设卫戍司令的一职，专事管理城市；命工兵为居民挖掘地窖，统一管理城内粮食和各种物资。奉军围攻涿州这一刚刚失手的地盘数月，城内百姓却与初来的占领者“同仇敌忾”。傅作义当时不过区区师长，但作为一个政治人物的格局和能力已可见一斑。
城守布置刚刚停当，奉军飞机便飞临涿州。傅作义命令袁庆曾：要严加戒备，边迎袭边做工，奉军攻城时应战，奉军引退时修筑工事，战虽急，工不可级，工事一成，则可以逸待劳。他还告诫士兵，掌握守城战斗之规律，并亲自教授士兵守城侧射之法。
这日夜半，奉军工以哲部调集炮兵，选定城东北角为攻击点，在炮火掩护下，王以哲指挥第三团韩麟征部爬城强攻。城上晋军早有准备，奉军反复冲击，晋军沉着应战，奉军死伤很多，攻势顿挫。在此时机，晋军以出其不意之兵，冲出东门，袭击奉军后方，奉军被迫撤退至城东北五六里远的普寿寺（即清凉寺）。
张学良得知晋军傅作义占领涿州城的消息后，立即增调奉军第十五师黄师岳部、第二十三师安锡暇部、炮兵第六旅乔芳部及工兵司令柏桂林部等共计三万多人，参加围攻涿州之战斗。
十月十五日黎明，奉军发起了第一次总攻击，使用大、小炮一百多门，猛烈轰城，飞机在空中助战，冲锋士兵象潮水般汹涌而上，炮声声闻百里，战况极为激烈。守城晋军，北城吃紧，而东南方向炮声渐渐稀落。城防司令袁庆曾判断，奉军用的是佯攻北城、实欲从东南方向弦攻之战术，于是严令东南严加戒备。奉军果然袭击城东南方向，同时，东、南、北三方也有奉军蚊附争城，前仆后进。守城晋军艰苦迎击，自平明至日中，共打退奉军五次冲锋。双方均有伤亡，城外奉军死伤尤众。奉军担任攻城的十五师师长黄师岳被子弹打伤。城上晋军，在炮攻最猛烈的时候，也没有一刻停止修筑工事，城防司令袁庆曾冒着猛烈炮火亲至各处监督。
作为师长的傅作义，指挥守城士兵利用战斗间隙，在城上每隔二十米设一土堆，以便临时安置机关枪为侧防。凡城墙之突出部位及瓮圈内，亦多设侧防。城上设交通沟，垛口附近，多置土口袋，装满砖瓦碎石，以备不时之需。为城内居民安全计，傅作义派工兵指导，协助居民挖掘地窖并责成警察分片监督，加紧进行，保证牢固。
为鼓舞守城晋军的士气，傅作义还亲撰训兵白话文，说：“弟兄们此次作战，又勇敢，又坚忍，真算得一等革命军人。我们现在占的地方，正是敌人的致命伤。所以敌人用全力来攻击咱们。哪知道咱们真正的革命军人，什么飞机呀、大炮呀，是绝对恫吓不动的。咱们要是怕飞机怕大炮，还算得一等革命军人吗？弟兄们，要求大家咬紧牙关，捏定拳头，提起全副精神，好好与敌人打上几天，咱们的光明大道不是就在眼前吗？”
十月十六日黎明，奉军发起第二次总攻击，由工兵司令柏桂林指挥，选择城东南角作为攻击突破点。总攻之前，奉军工兵已乘夜向城根铺设了轻便铁路，攻击开始后，奉军士兵把铁斗车反扣作为装甲，在炮火掩护下，冒着城上密集的枪弹，运送大批炸药埋放城根，一侠炸毁城墙后，即发起大规模冲锋。等到引爆炸药，轰然一响，仅炸塌城角半壁。一则由于城墙太厚，二则由于一部分炸药未能引爆，所以未能轰开豁口。奉军因攻城而集结待发的士兵，无法登城，反而遭到晋军炮火的准确攻击。奉军忽然想到涿州城内的双塔，高十数丈，站在塔顶，城外数十里均可清晰在望，晋军的炮兵观侧所一定没在塔上，于是调来加农炮两门，在离城三肚的西河村放列，轰击塔顶，第一发炮弹击中南塔（智度寺塔）塔顶南角。第二发炮弹没有爆炸，但在放第三炮时，炮弹在炮膛内爆炸，炮筒被炸毁。因为传说涿州双塔常有灵异，奉军官兵又多迷信，从兹不敢再继续轰击双塔。所以，这次攻城，奉军万炮齐发，炮弹如雨，城内南北大街民房，几乎夷为平地，而双塔却得以保存下来。成为傅作义一方的天然嘹望指挥塔，及炮兵观测哨。
十月十八日，晋军师长傅作义命令步兵两个营分别从东西门主动出击，突袭奉军。晋军步兵八团三营营长卫振邦出东门奇袭奉军，旗开得胜，阵伤奉军旅长一人，击毙奉军团长一人，夺山炮五门，步枪百余支，俘虏奉军士兵五十余人。晋军步兵七团一营营长杜德昌出西门，亦俘获奉军一百二十余人，步枪百余支。
此后，奉军一方面在城外构筑工事，一方面又儿次发起空、炮、步、骑的多次攻击，还采用了利用云梯全线强行登城的战术，但都无济于事。
傅作义估计奉军连日攻城不下，而且伤亡损失惨重，必然要改变战术。他从奉军俘虏口中得知奉军从保定调来技术队，分析他们可能要挖掘地道。于是他及时召集城防会议，商议应付奉军再攻之策。为了发挥集体智慧，傅作义把与会者分成假定的攻守双方，互相诘辩，最后争论出统一的意见，再下令施行。傅作义还在这次会上决定，以后每夜都要召开高级一长官会议，议决军情与战事。
为阻断奉军从城外潜挖进城的地道，傅作义决定在城墙内挖掘壕沟；为预防奉军可能使用燃烧弹，傅作义又决定组织救防。监好挖掘内壕，兼办火警预防事宜，由旅参谋长朱锡章负责，并联合涿州城内商会和慈善会分工治事。消防队山晋军旅部士兵五十人和涿州平善、吉祥两水会组成，队长是旅司令部副官杨鸿林和涿州商会会长朱德恒；涿州红十字会王庶侯负责救护队；商会会员王爱堂负责妇孺收容；涿县代县长李梦云负责监督居民加固地窖，做好掩蔽，清除地面易燃物等工作。
不出傅作义所料，奉军正准备发起第四次总攻。这次仍由奉军工兵司令柏桂林指挥，他先调集工兵，从城外数百米的房屋内与树丛后开挖坑道，在城东北至城西南，九个地方同时开挖，为加快开挖速度，保证地道质量，攻城奉军特地打电报到北京，强迫门头沟煤矿的数百名矿工来到涿州，帮助奉军工兵挖掘坑道。奉军想等坑道挖通后，在飞机与大炮配合下，从坑道攻入城中，或从坑道运送炸药炸开城墙，再强攻入城。为了这次总攻，张作霖派了大员前来督战，并命令万福麟亲自指挥。可惜奉军所采取的坑道战术，已在傅作义的预料之中，晋军早作好对付坑道战的准备，所以也未能奏效。
十月二十六日，天甫黎明，日头未出时，晋军守城士兵望见城外西南方向地面上有几缕白气上升，推测是奉军所挖坑进的通气孔，晋军出城在冒白气处开掘，断定确系坑道，即以炸药爆破，炸死坑进内奉军，并破坏了坑道。
为防止奉军从别处潜挖坑道的进攻，普军一方面用扣起水缸的办法进行谛听监测，一方面又从城内壕沟向城外挖掘直沟，再在城外挖出相通的横壕，以断绝奉军城外坑道的人城。这使奉军所挖的九条坑道有八条均被晋军所发现，奉军挖掘坑道的士兵及门头沟矿工被晋军用机枪“穿糖葫芦”及用炸药炸死的人很多。奉军利用未被发现的城西南坑道运送了将近两吨炸药到城墙下，另外组织了一万人的冲锋队，准备等炸药爆炸后强行攻城。
十月二十七日拂晓，总攻开始，奉军工兵司令柏桂林亲自发火引爆炸药，飞机出动，炮火掩护，冲锋队在爆炸声中冲向爆破口，但炸药爆炸后西南角城墙虽被炸开，可飞落的砖土又将豁口堵上一半。城上晋军士兵一方面以密集的火力网迎击强攻的奉军，一方面抢堵城墙豁口，战斗从清晨直打到午后，双方都有重大伤亡。城下奉军积尸覆地，城上晋军第三十六团的一个连和第七团的两个排，尽殉无遗。但是奉军此次总攻却仍未成功。
奉军此次总攻，专门派了飞机到涿州城上空散发劝降传单，奉军少帅张学良还亲自坐了飞机到涿州城上空视察。
也是在傅作义的估计之中，奉军此次总攻，向城中施放了燃烧弹，城中处处起火，南城门楼中弹后，瞬息间化为灰烬。由于城中炮弹密如雨下，救火部队难以出动，而晋军旅参谋长朱锡章，亲率官兵出人于弹雨火海之中，扑灭火警六十多处。在城内东部煤油公司救火时，朱锡章眼看十几名士兵被炮弹炸死，但他毫不退缩，冒死从油库抢出大部分煤油。由于事先挖掘的地窖较牢固，隐蔽其中的城内百姓无大伤亡。
此次战斗后，晋军由于伤亡过重，傅作义只得决定招募商民挖掘城内战壕，壕深二丈七尺，宽六尺，总长有二十二里多，以出壕之土积为内城，七天后城沟浚通。
半月以来，激战不息，守城晋军士兵伤亡、弹药消耗，有减无补。至此，傅作义手下能战之兵已不足二千，弹药也益显紧张。为固守待援，傅作义下令重新调配兵力，增加掩蔽部，节省弹药以及自制炸药与地雷。
十月三十日黎明，奉军发起第五次总攻击。此次战斗更为激烈，城东北角也被奉军炮火轰开一个大洞，奉军在坦克车掩护下，以人海战术，波浪式争城，战斗持续一天一夜。奉军攻城不下，又在城外挖掘交通壕。晋军从城上集中火力射击挖壕奉军，战斗又延续了一天，双方伤亡又很惨重，晋军第八团第三营营长卫振邦阵亡。至十月三十一日黄昏，双方才结束战斗。
奉军五次大规模攻城都告失败，于是委托涿州天主教司铎李德镜于十一月四日入城，以调处为名，测探晋军虚实。傅作义指派朱锡章以礼相待，虚与委蛇，李德镜入城三日后出城。
至十一月七日，奉军再次发起攻击，仍以猛烈炮火及燃烧弹轰击，步兵分数路爬城。由于晋军在城墙上构筑了城腰工事，上能防轰城炮火，下可以安全掩蔽，一待奉军临近爬城，就集中反攻，所以这次晋军伤亡较小。
万福麟因多次攻城不克，于是调集坦克参战。奉军的坦克都是法国参加第一次世界大战后的废品，所以调来参战的六辆坦克，第一次出动即有两辆被晋军侧防炮火击毁，第二次出动又有一辆被击毁，报废了半数，奉军一筹莫展，为此万福麟还受到张作霖的严责。
傅作义怀着固守待援的信心，坚持守城已达四十多天了。这期间多次用无线电发报机向晋军总司令阎锡山报告战况，请派兵增援，但增援部队却一直没有消息。
孤军守城，保持和外界的通讯联络是至关重要的。十一月二十日，傅作义的电信兵刚刚把击退奉军第七次总攻击的战况给晋军总司令部拍发完毕，无线电台的发电机汽油用完了。这件事引起傅作义的极大关注，他立即指示在全城商民中悬赏购买汽油，但商民手中哪里还会有一滴汽油呢？
没有汽油，傅作义就无法与阎锡山进行通讯联络，在当时境况下，这可是个严重问题。
这时，守城晋军中的一名奋勇兵（士兵中的勇武者，傅作义称之为“奋勇兵”）想起南关外被击毁的奉军坦克，脱口说道：“我去取汽油！”他只身一人跨出南门，向那辆坦克奔去，奉军警戒的士兵发现后朝他射击，他立即卧倒滚向坦克车下，因为身旁没有工具，无法打开汽油缸，于是爬回南门，取了扳手和凿子再去。但还是卸不下缸盖，他又匍匐爬回，取了一把钻，第三次前往，终于弄到了三桶汽油，解决了守城晋军的急需。
奉军方面万福麟受到张作霖呵责后，决定采取灭绝人性的化学战，打算以毒瓦斯弹把守城晋军尽行消灭。万福麟以为采用此法，定能取胜。他们运来五百发毒瓦斯炮弹，请来一名白俄人指挥发身。十一月二十八日，万福麟一骨脑儿把五百发毒气弹全数射进城内，随后指挥步兵开始攻城。奉军以为这回可以如入无人之境了，谁知兵临城下，城上依然枪炮齐发，奉军次势顿挫。
采用化学战，也已在守城晋军高级长官们的预料之内。这天，守城晋军闻到炮火中有毒气味，立即把已经准备好的棉花浸透碱水，敷在鼻子上，外边勒以布条。有的人把包着柳炭末的毛巾捂在嘴上，以此减轻毒气之害。其实，奉军的这些毒气弹，也是第一次世界大战中的剩余物资，是氯气弹，氯气比重较高，大部分沉淀在了坑道和壕沟中，并未对城墙上的傅军造成大规模的伤亡。而且大都已经失效，区区五百发毒弹，也没有杀尽全城军民的威力。至此奉军的第九次攻击，又告失败。
阎锡山为此致电张作霖质问，电云：
“张雨帅勋鉴，迭接涿县敝军傅师长电称，自铣日起至效日止，贵军用毒瓦斯弹，攻击涿城，人民因不明防护方法，受毒气而死者甚众等语。毒瓦斯国际间尚且禁用，况对国人乎？弟亦深知毒瓦斯之能杀人，所以不敢用者，亦以子孙须长久作中国人民，因一时之胜负，而为子孙得罪中国人民，想亦我公之不许也。阎锡山。印。”
在这次攻守战中，由于奉军事先已侦察到晋军师司令部所在地，所以有一发炮弹击中了傅作义指挥所的屋顶。炮弹破屋而下，屋内外人等大惊失色，担心傅师长的安危。但未等硝烟散尽，傅作义从容不迫地从炮灰尘土中站起来，身上没受一点伤，人们惊奇不已，方才的惊恐之心这才安定下来。
十一月二十九日，晋军守城士兵又发现城外西南方向奉军在挖掘地道，于是前去予以破坏。三十日，晋军陆续发现城外不足百米处的地道透气孔，均予以炸毁。奉军因为地道已为晋军发现，害怕反被晋军作为突围之用，于是赶紧自行全部炸毁，一时城外东南、西南、东北三方爆炸之声连成一片。
此后双方战斗暂停，各自修整阵地。奉军因攻城已经智穷力竭，张作霖只好下命令说：“不用打啦，把涿州四周挖上壕沟，架上铁丝网，傅作义不投降，就把他们饿死在城里！”
至十二月上旬，双方阵地各自布置停当，工事亦各构筑完成，守城晋军坚持守城，城外奉军加紧封锁。
晋军初入城时，傅作义就责令军需长杨维藩与县长李梦云等人，组成“商民维持会”，核实城内储粮，统计全城人口，统一分配口粮。无奈晋奉双方，战事持久不罢，城中粮源断绝，不久存粮殆尽，只好把造酒“烧锅”所存杂粮，以及糕点铺的存粮，全部征收，以供食用。不日又尽。动员部分商民献出个人存粮，所获无多，难支全城日用，遂食糖霜、酒糟。晋军九月间离晋，十月入涿，当时穿的都是单衣，现在已近隆冬，守城晋军，此时可谓饥寒交迫。
十二月十日，中国红十字会会长、前国务总理熊希龄派代表来涿调处。
十二月十一日，山西旅京同乡会代表王剑秋人城。十二日，前国务总理王士珍，前清史馆总裁赵尔撰，前国务总理孙宝琦，以及涿州旅京同乡会等许多机构及个人，各遣使或派代表，陆续人城，或进行调处，或规劝议和，或投书慰问，傅作义派旅参谋长朱锡章以礼相待，相机应付，婉辞敦谢各方盛意。
城外奉军，借此机会向城上晋军以食物和棉衣进行宣传瓦解活动，但除个别士兵因同乡关系潜出城外投入奉军，晋军官兵大都不为所动。
奉军中的高级军官，利用在保定军官学校与傅作义的同窗情谊，派人投书傅作义劝降，傅作义置之不理。张作霖手下的高级参谋于国翰，原是保定军官学校教官，与傅作义有师生关系，这次被张作霖派来涿州督战，他也向博作义致书劝降。傅作义回信说：老师教授我们的战术之中，学生并未学到投降这一项，故不敢从命。
此时城中晋军士兵，因食酒糟日久，大都病倒，或头足浮肿，或便溺不通。这种情况，如再迎战，十不当一。至于商民百姓，食用告罄，病饿而死者日多，街巷号哭之声日夜不绝。十二月十四日，城中妇孺百余人，环绕傅作义的师司令部伏地泣告，请速罢战。师参谋长陈炳谦等人出面好言劝慰，民众始散。
傅作义处于奉军重重围困之中，内无粮草，外无援兵；士兵社弱，难以任战；百姓泣号，尽濒绝境。而调处之人，上自仕宦名流，下迄同乡故旧，往返折冲，络绎不绝。傅作义进退维谷，思忖晋军总司令部不派人来援救，处境亦定非佳妙。但未得总司令阎锡山指示，又不能擅自放弃固守孤城之决定，只好对援军仍抱一线之希望。
由于食物已绝，酒糟也将乌有，晋军下级官兵要求师长限定固守日期。傅作义许诺十五日为期。至十二月二十五日，离限定日期只有五天了，晋军总司令部仍无消息。傅作义考虑必须践行半月坚守之约，不可失信于士卒，亦不能眼看全城商民与守城士兵同归于尽。于是他决定一方面答应与奉军和谈，一方面派人出城联系增援。
十二月二十九日，晋军第四师旅参谋长朱锡章出城赴奉军司令部和谈，议请奉军退兵二十里，晋军引兵退出涿州。奉军方面万福麟、邹作华等不肯接受此项条件，双方进行了三次谈判，未能达成协议。
由于援军无望，而且傅作义答应的固守日期已经过了五天，城内兵民饿死的越来越多，傅作义只好决定亲赴奉军议和。
傅作义出城前，亲撰《与部队临别训话文》，表彰部队艰苦奋战之功绩，鼓励士兵坚持革命军人之精神，中述自己此次出城之苦衷。井写了《临别慰谢涿州全城父老子弟词》，安排在他离城后由师参谋长陈炳谦向商民百姓公布。
一九二八年一月五日黎明，傅作义率晋军第四师第四旅参谋长到朱锡章与师部中校参谋金中和出城赴保定议和。傅作义从师司令部步行走到南门，辞别了送行的本部官长及涿县县长李梦云、商会会长朱德恒、好友李一峰等人，上马直奔涿州火车站。
傅作义山奉军师长万福麟陪行，同车到达保定，下车后立即谒见了奉军少帅、保定总指挥张学良。张学良见到傅作义后首先表示了慰问，傅作义当即说：“作义此来，有个要求向总指挥提出，涿州城中的人，已经有两天没有一点吃的了。”张学良不等傅作义说完，便立即让万福麟传令前方，马上给涿州城内军民三天的食物。傅作义表示感谢。张学良说：“两家本是一家，同为国事，此事不必介怀。你远来劳苦，先到宾馆休息吧！”
然后傅作义由张学良的总参谋长鲍文越负责招待，成为张学良的上宾。
在保定，傅作义接连发表了两个《通告全国电文》，这两个电文，当时国内各报均已登载。其在通电中表述了自己的不得已议和的苦衷
傅作义到保定后，涿州城内军民得到奉军的一点补给。但保定的谈判，议而不和，涿州城围仍然未解。傅作义不得已又令晋军四师代行指挥的旅长白濡青来保，奉军方面仍不答应，于是驻家的晋军第四师第七团团长张葆亨、第八团团长赵锦彪、第三十六团团长袁庆曾、炮兵四团团长曾延毅，又被召至保定。1928年1月6日，傅出城到松林店与当时进攻涿州的主将万福麟相见，即偕同到保定会晤张学良，9日又到北京会晤张作霖，张氏父子都设宴招待，极表钦佩之意。
2月4日商妥订立条约：
（一）涿州战事自即日起一律停战。
（二）涿州人民自战事发生之日起，所有一切负担及损失完全由奉方清偿。
（三）涿州守城军自本日起改称国防军，永不参加任何内战，其枪械服装及饷项由奉方补充发放。
（四）国防军之驻地为军粮城，由涿州开往，日期另定。
（五）国防军离涿州以前，由奉方交付现洋20万元为开拔费。
这五项条款签订后，1928年2月7日傅军乃如约开城。守城军7000人改编为第三十六师，以白儒清为师长，移驻通州。奉军万福麟部进驻涿州城，和平接收。
自1927年10月11日傅作义的第四师进占涿州后，至17年2月7日，先后坚守达100余日，孤军奋战，中外震惊。
涿州战后，傅作义在保定为张学良软禁。时间一长，张学良对傅作义放松了监视。一九二八年五月，傅作义骑自行车出保定市往东，至远郊农田，后顾无人，弃车遁逃。至天津，秘密联络旧部陈炳谦、朱锡章、袁庆曾、曾延毅、赵锦彪诸人，同时召集旧部，并与晋军总司令部取得联系。六月十日，傅作义奉阎锡山警备天津密令。六月十二日，傅作义率师入津，就任天津警备司令，并颁发“涿州血战纪念章”。
涿州之战使傅作义一举成名，其在涿州城内建立的防御工事系统被后来的参观者誉为防御工事的典范，晋军也因此以其对奉防御作战的成功使得“善守”之名扬于天下。傅作义出城交出兵权后，张作霖、张学良父子对傅优礼有加，待似上卿，傅却始终未接受奉方许以的方面军司令官职，亦未接受蒋介石事后的两次收买，深得阎锡山赞赏，阎曾不无得意地对赵戴文说“傅作义是咱们的关云长，义重如山。”
清末民初的名士樊增祥曾有诗称许傅作义守涿州，诗曰：
“新收涿鹿七千人，百日燕南集大勋，十六年来千百战，英雄我爱傅将军。”
晋奉涿州之战，虽以傅作义最后向奉军妥协而告终，然而在军事史上，“举国上下认为这是优良军事传统的一个突出成就”。另外，从晋奉之战的整个局势来看，奉军也并非是胜利者。傅作义以不满万人之一师牵制了奉军五万余众的数师之兵力，而且长达三个月，对于晋军在整个战场上的转败为胜，以及奉军山主动进攻变为被动埃打，造成在冯玉祥的配合下，晋军在进击京、津方面取得节节胜利，是起到了很大作用的。
一九二七年十二月，南京国民政府打给在涿州守城的傅作义的“嘉勉电”说：“三晋军兴，九边声震，主帅以智勇名，将士以坚强胜。……涿州固守，经月余旬，弥见声威，立功殊伟。……”“……涿州屏藩三晋，锁钥九门，形胜之区，兵家所重。傅师长力撑大局，固守斯城。……众志成城，自有金汤之固。敌不得逞，民有所归，弥著功勋，实深嘉慰。”
南京国民政府代表称颂傅作义说：“傅师长钟勇无比，各将士忠义绝伦，国内报章以至海外人士，无不惊服，传颂不置。弹丸涿邑，将因傅作义伟大之战功，而为战史上最著之名城矣。”
起初，奉军据守涿州，较之出拒马河口而来的博作义的晋军第四师，可以说是“以近待远、以逸待劳、以饱待饥”（《孙子·军争》），但奉军将涿州轻易失手于晋军，说明本军没有利用自己的有利条件，而且失于疏漏与戒备，结果傅作义以两、三个营的先遣支队，就把王以哲的一旅之师打得晕头转向，溃不成军，奉军因而失去了战场上的主动权，继而使涿州之战与普奉双方战局成为互相影响之关系，而且对于加速北洋军阀政府的垮台，也有不可低估的意义。
涿州之战，显示了作为晋军第四师指挥员的傅作义有胆识、有谋略，善于扬长避短，具有坚韧不拔精神的出色的军事才干。涿州三月守城，对于他此后的军旅生涯与政治生涯，都有着巨大意义与深远影响。
然而涿州之战，给涿州人民造成的创伤是巨大的。涿州“甫经兵焚，困苦异常……市堆变瓦砾之场，阎里有饥寒之虑；室如悬罄，流亡载途”，“斯役也，城外居民弃登场之谷，抛未获之禾，掣彼妻竿，仅逃性命”。至于奉军在城外，为攻城而强抓民夫数千，为之挖掘沟壕，时有死伤，更不堪言。故战后涿县县长周存培给阎锡山的《上大元帅请赈恤书》称：“……炮火纷飞，屋记庐黔，比比皆是。战后多日，人民之居于地窖无屋可栖者，十之八九……人食牛马之食，追牛马之食既尽，则食酿酒之糟，百病丛生，死亡相继，饥民号泣呼吁，求娠于晋军司令部者，动至千百……晋军一切所费，皆取诸民……综计以上各项，共合洋一十四万三千三百余元……”以上是涿州战后情形之真实写照。
后来，涿州商民曾在涿城北门月城内为傅作义修建了一座生祠，名为“傅公祠”。这原因，倒不是因为傅作义在涿州之战时，对人民如何“仁义”使人民怀念，而是因为县长周存培给阎锡山的《请娠恤书》呈达之后，阎锡山将“一十四万三千三百余元”款项付给涿县，涿县商民以为此乃傅作义“目击疮痍，时深悯恻，于和议告成之后，慨将此项垫款如数拨还”，所以“商民感激……为公建生祠，树碑纪德以志不忘云”。
