1936年1月，日本侵略者加紧了对绥远地区的侵略步伐。5月12日，在日本侵略者的操纵下，成立了以德王为首的傀儡政权“蒙古军政府”，组成了2个军8个师近万人的伪蒙古军，另外还以汉奸王英的土匪武装为基础成立了“大汉义军”，还有以王道一为总司令的西北防共自治军，加紧备战。8月14日，毛泽东致信绥远省主席傅作义，敦请其抗日。日本侵略者以察哈尔为基地，在作了一系列准备之后，便发动了侵绥战争。绥远省主席傅作义将军不为日军阴谋拉拢所动，在中国共产党抗日救国主张的感召下，在全国人民抗日怒潮的影响推动下，率部奋起反击，毅然发动了绥远抗战。
绥远位居祖国北疆，战略地位十分重要。1936年，由于蒋介石继续推行“攘外必先安内”的政策，使察哈尔省不战而陷入敌手。面对侵略者的嚣张气焰，傅作义将军认真进行了军事部署，制定了对敌战略战术，鼓励官兵同仇敌忾，树立必胜的信心和决心。
1936年11月12日，日军命令王英为前敌总指挥，率2个骑兵旅、1个步兵旅和2个炮兵连，向红格尔图进犯，并用3架日机轮番轰炸。当时驻防红格尔图的国民党军队仅有1个步兵连和2个骑兵连，以及察哈尔正黄旗蒙古骑兵和当地自卫队百余人。13日夜，日伪军向红格尔图发起猛烈进攻，双方激战终夜，至14日上午将日伪军击退。15日，日伪军千余人在飞机、大炮的掩护下再度进攻，又被国民党守军击退。当日，国民党增援部队赶到，士气为之大振。国民党守军在蒙汉人民群众的大力支持下不畏强敌，奋勇抗击，连续击退敌人的多次冲锋。正当激战时，傅作义将军亲往集宁前线指挥。18日，国民党军队全线反击，包抄了敌指挥部，日伪军全线崩溃。红格尔图战役激战7昼夜，毙伤敌军数百名，俘虏敌军300余人，缴获汽车数辆，大车数十辆以及电台等其它物资。
百灵庙距归绥约170公里，是绥远北部宗教、交通要地，庙宇建筑宏伟，地势险要，历来属兵家必争之地。红格尔图战役后，日、伪、蒙军固守百灵庙并积极备战，企图以百灵庙为依托向绥北各地进犯。
11月22日，傅作义将军得到情报，日伪军将于23日动用100多辆汽车，运送大批武器、弹药和2000兵力至百灵庙，24日再增加5000兵力，企图由北面进犯归绥。根据这一重要情报，傅作义将军立即召开军事会议，研究制定收复百灵庙的行动计划，任命孙长胜、孙兰峰为前敌总、副指挥。23日夜，经过周密部署的绥军向百灵庙的日伪军发起攻击。经过9个小时的激战，于24日上午全歼守敌，收复了百灵庙。此役毙敌300余人，伤敌600余人，俘敌400余人，缴获炮9门、枪600余支、电台3部、汽油500多桶、粮食2万袋，以及其他各类军用器材、战马和大量弹药等。傅作义部伤亡300余人。
此次战役后，日伪军不甘失败，经常派飞机侦察、轰炸。12月3日，日本特务机关长盛岛角芳携王英“大汉义军”副司令雷中田率日伪军4000余人由大庙再犯百灵庙。傅作义命令孙兰峰率部奋起反击，经过3个多小时的激战，毙伤日伪军500余人，俘敌200余人，并将伪副司令雷中田击毙，百灵庙战役再度告捷。
红格尔图、百灵庙战役后，伪军阵营一片慌恐，军心动摇，多数人想弃暗投明。此时，傅作义也发出公告，晓以大义，欢迎投诚，并且悬以重赏，条件是必须捕杀军中所有日寇顾问。12月7、8日，“大汉义军”石玉山、金宪章率部4000余人杀死日军顾问小滨大佐等20余人，消灭了大庙伪蒙军穆克登宝残部2000余人，缴其全部军备，于9日正式通电起义。针对这一有利形势，傅作义下令一举收复日伪在绥远的最后巢穴大庙，彻底肃清大青山以北残敌。10日，傅作义下令向驻扎在大庙的日伪军发起攻击，日伪军一击即溃，所有辎重、弹药及军用品全被缴获。17日，“大汉义军”安华亭、王子修率两旅起义。至此，“大汉义军”基本瓦解。日伪军残余全部退往察北，绥远抗战宣告胜利。
绥远抗战胜利后，极大地鼓舞了全国人民的抗日热情，各地各界纷纷来电祝贺。1936年12月1日，中共中央和中华苏维埃共和国中央政府发出《关于绥远抗战通电》，号召全国人民援绥抗战，同时宣布红军准备立即开赴晋绥抗日前线。毛泽东称誉绥远抗战为“全国抗战之先声”。不久，中共中央派专人携带“为国御侮”的锦旗，来绥远慰问抗日将士。自11月中旬以来，全国各地掀起援绥运动，上海等地组织救护队、慰劳队、义勇军等赴前线参加抗战。北京、天津、太原等地的学生为绥远将士赶制棉衣，并赴前线救护伤员。上海、山西等地组织慰问团赴绥演出。文化界、新闻记者也纷纷来绥慰问抗日将士，演出抗日救亡剧目，报道绥远抗战实况。全国各阶层人士自动捐款捐物，慰问支援抗日将士。抗战爱国热情空前高涨。
1937年3月15日，在归绥大青山下的烈士公园举行了“绥远抗战阵亡将士追悼大会”，参加大会的有各族军民3万余人。国民党中政会主席汪精卫、太原绥靖公署主任阎锡山等出席了大会。文艺界著名人士和各地学生代表等也参加了大会。傅作义主持大会并致悼词。他在悼词中说：“这次绥远抗战，敌炮摧残你们的肢体，毒瓦斯遏止你们的呼吸，再加风雪严寒掣裂你们的肌肤。但是凭你们热血的沸腾，终于战胜一切，完成了使命；尽了军人守土的责任；保证绥远领土完整；恢复已丧失的民族自信心……”17日，在归绥市小校场举行了隆重的阅兵式，使各界人士为之振奋。
绥远抗战具有重要的军事意义和深远的政治影响，反映了全国人民的愿望，打破了国民党反动派压制广大民众抗日要求而形成的沉闷局面，激励起人民坚决抗日的斗志，体现了只有坚决抗战才能制止侵略的真理，为以后的全面抗战起到了积极的推动和促进作用。
