东北军退出关外后的第一仗就是山海关，当时驻守山海一线的是何柱国将军的东北军第57军第九旅626团的两个营。日军在全面进攻之前先是无理挑衅城内守军，然后偷袭南关，但被我军击退。

1932年1月2日早上8点，日本关东军第8师团第四旅团步炮兵3000余头鬼子协同作战开始进攻，配备四十门大炮、两艘军舰、20辆坦克，两个小时内就向城内发射了200多枚炮弹，导致城内百姓死伤无数。但日军的第一轮进攻依旧被我军打退，指挥进攻的日军指挥官少佐被迫自杀。

1月3日，日军兵力增至4000人，向城内发射了大量燃烧弹，同时还持续轰炸了一个多小时，导致城内一片火海，百姓更是被炸死烧死无数，南门城楼被炸毁。上午10点左右，日军发起全面进攻，步坦协同向南门东南角楼、西南水门冲锋。三连连长关景泉率部奋勇厮杀，硬是没让日军踏入防区；二连连长刘虞宸率部手持大刀埋伏在东南城墙墙角缺口处，300余头鬼子从缺口进来后，手持大刀冲上去就是一阵砍杀，当场就砍死20多头鬼子，鬼子看招架不住转头就跑。

中午12点，日军十几辆坦克撞到城门而入，三连连长关景泉率残部与鬼子展开巷战，一营营长安德馨见三连快支撑不住了，紧急向指挥部求援。正在防守西门的团长石世安派团副孙玉良、一连连长赵璧率一连驰援，三连长关景泉在与鬼子战斗中不幸中弹殉国，一营长安德馨立即接替关景泉的位置，冲在最前面配合前来增援的一连，一鼓作气又将冲进来的鬼子赶出了南门。

与此同时东南城角在日军的炮火中受损严重，二连连长刘虞宸沉着应战，誓死不退一步，但由于敌我力量悬殊，最终二连全部牺牲，然后大批日军蜂拥而入攻占了东南城角的魁星楼，此时守东门的是一连，一连与日军展开肉搏战，斩杀日军三十多头，再次把鬼子赶了出去。

战斗到下午两点，城内几乎已经弹尽粮绝，守军更是伤亡惨重，四连全部壮烈殉国。南门城破后同样惨烈，守城将士在被围困后宁死不降，纷纷从城楼一跃而下以死殉国。安德馨营长率部继续在城内与鬼子巷战，但此时他也处于鬼子包围之中，不得已且战且退，但最终也因寡不敌众，头部、腹部、腿部、手部中弹阵亡于东南角。

石世安团长见城关失守，准备拔枪自尽，但被手下劝阻，于是率残部突围。下午三点五十分，石团长仅带着二十几人从西北水门撤出，至此山海关陷落。这一仗足足打了三天，三四千日军围攻东北军两个营。三天激战，东北军两个营阵亡将士412人，负伤174人，居民伤亡近四千人，击毙日军204人，击伤日军183人。一营长安德馨，连长关景泉、刘虞宸、王洪元、王宏元、谢镇藩，排长魏树春、冯文阁、薛万金、王树生、王世杰壮烈殉国。

此战，东北两个营800人硬扛了日军一个旅团三四千人三天的进攻，虽然最终山海关没能守住，但这一仗打醒了张学良，此仗后张学良也决心开始抗日。