然而，当队伍行进至西单牌楼时，军警不等学生近前，就举起大刀、端着枪冲杀过来。示威学生向他们呼喊“中国人不打中国人！”这些反动派的走卒却叫嚣着：“开枪！开枪！”两个学生头部被砍伤，鲜血直流。
但他们并不顾及自己的伤痛和危险，仍然奋勇和军警搏斗。一名十五六岁的中学女学生被军警野蛮地按在地上殴打，但她英勇不屈，大声叫喊着：“你打你打！反正我是中国人！”顽强的斗争精神充分显示了中国青年一代热爱祖国、勇于斗争的革命气概。大家一面将受伤的战友送回救治，一面很快地散入附近的胡同，接着女一中、华北中学等校学生赶来，在西交民巷重整阵容，依然斗志昂扬地向天桥前进。
在城外，天刚蒙蒙亮，由清华大学、燕京大学、北平大学农学院、孔德学校和弘达中学二院等校组成的大队，就擎着墨迹未干的“反对成立冀察政务委员会”的大旗、标语，浩浩荡荡地直奔西直门。然而，城门依然像七天前那样紧紧关闭着。广大学生立即转向阜成门，但又被拒于城外。再奔西便门南过火车的铁门，仍遭阻拦。这时，学生们愤怒到了顶点，决心用自己的血肉之躯去冲开铁门。他们压抑着的愤怒立刻化为一股巨大的力量，凝结在每个人的双臂上，千百条臂膀组成了一股钢铁般的巨流。在“一、二、三……”的冲喊声中，大家用力撞击着铁门。虽然一个个累得满头大汗，却毫不停歇。前面的冲累了，后面的就换上去。渐渐地，闩铁门的铁键开始弯曲了，门缝愈来愈大了。这时，城头上的军警慌乱起来，从上面扔下石头砖瓦。学生们奋不顾身一面用砖石反击，一面加紧了冲击。忽然，在一阵震天的欢呼声中，铁键终于脱落了，紧闭的铁门竟被撞开了！“冲啊！”“冲啊！”学生们立刻蜂拥而进，进入西便门，向天桥进发。
和平门外的师范大学，清晨起即被200多名军警包围。学生们发起了几次冲锋，都未能突围。正好清华大学、燕京大学等校示威队伍乘胜赶来，顿时声威大振，学生们内外夹攻，突破了军警的包围，加入了示威的队伍。第一大队的东北大学，以及前一天进城的部分先遣队学生，也和军警发生了激烈的冲突。当示威大队行至石驸马大街师范大学文学院前，军警向前来的大队猛冲，用皮带大刀向爱国学生乱抽乱砍，数名学生被砍伤，血流满地，队伍被冲散了，十余名先遣队员被抓到前门警察分局。示威队伍退至西南方向，联络北平大学法商学院。但是，法商学院也被军警包围，当示威大队人马到达进行反击，学生们才冲出了校门。
这支示威大队虽数次被军警冲散，但学生们百折不挠，经过顽强战斗，沿途不断集结扩大，达1000多人，及时赶到了集合地点。
与此同时，许多学生都充分发挥智慧，采用了灵活巧妙的战术，或化整为零，或化零为整，避实就虚，声东击西。例如，师大女附中的一些学生，三三两两地推着自行车，提着书包，推说要回家，巧妙地越出了学校当局把守着的大门，参加了示威的队伍。还有的学生三五成群地分散出发，装作购买东西或逛大街的行人，军警们摸不着学生大队究在何处。但忽然间，击掌声四起，从街头、胡向里，涌出一支又一支的游行队伍，直奔天桥。
上午十一时左右，来自四面八方的示威队伍，胜利地在天桥会师了。与此同时，除了许多沿途跟随游行队伍前来的市民外，天桥周围的工人、农民、市民、小商贩、东北流亡同胞都参加到斗争中来了。人力车工人自动组织起来的一支游行队伍也赶来了。爱国学生们东一处西一堆地向周围群众宣传抗日救国的道理。许多市民和学生们一道散传单、贴标语、喊口号，并处处维护学生，不让军警破坏和阻止宣传的进行。当军警企图干涉时，市民异口同声说“：学生们是爱国的！”当军警企图逮捕学生时，市民群众层层抵挡，而当军警问学生讲演用的凳子是谁的，想抓走市民时，学生们愤怒地回答：“你们管不着！”
人越聚越多，天桥广场上已经聚集了学生和市民2万余人，他们人人精神饱满，个个情绪高涨。广场上旗帜翻腾，标语成林。此时的天桥已成了愤怒的海洋，充溢着同仇敌忾、气壮山河之势。这时，示威游行总指挥部宣布了市民大会的开始。顿时，“打倒日本帝国主义！”“打倒汉奸卖国贼！”“反对成立冀察政务委员会！”的口号此起彼落，响彻云霄。这时黄敬站在一辆破电车上，由宋黎和其他学生支撑着，慷慨激昂地领着广场上的群众高呼反对成立“冀察政务委员会”，要求停止内战一致抗日，收复东北失地，争取抗日爱国自由。
接着，召开市民大会，通过了反对“冀察政务委员会”，反对华北任何傀儡组织，要求停止内战、一致对外，收复东北失地，争取抗日和爱国自由等8个决议案。一致要求：（1）誓死反对日本帝国主义侵略中国；（2）组织民众、工农兵学商共同抗日；（3）民众自动武装起来；（4）
反对“华北自治”，到外交大楼及市政府质问地方当局何以卖国。会上还散发了《告民众书》，旗帜鲜明地指出：华北是中国的华北，是中国民众的华北，是我们自己的华北。在这生死关头，我们应坚决起来反对这种分割中国领土的“防共运动”“自治运动”，誓死争取救国运动的绝对自由！会后，游行队伍奔向“冀察政务委员会”预定成立的地点——东交民巷口的外交大楼举行声势浩大的总示威。示威队伍高举“反对成立冀察政务委员会”“打倒一切汉奸”“打倒日本帝国主义”的旗帜，沿途高呼“打倒汉奸！”“反对一切伪组织！”“扩大民族革命战争！”等口号，散发传单，在电线杆上贴标语。游行队伍在行进过程中，沿途又有许多市民陆续加入了队伍。市民知道学生们从上午到下午滴水未进，纷纷送来开水、面食，许多贫苦的市民热情地将自己糊口的窝窝头送给了学生。
当示威游行队伍浩浩荡荡到达珠市口时，城外大队的学生也冲破了沿途军警的重重拦阻而赶到。双方会师，声势倍增。游行队伍行进至正阳门时，守城军警连鸣数枪，武力阻拦进城。指挥部当即以退为进，将队伍带至前门西车站广场。纠察队用自行车搭成主席台，再次召开市民大会，并议决下列各项：（1）反对日本帝国主义侵略中国；（2）不承认“冀察政务委员会”；（3）通电反对华北任何傀儡组织；（4）吁请撤销“冀察政务委员会”；（5）即日全市罢工、罢课、罢市，收复东北失地；（6）要求言论、出版、结社、集会等之绝对自由。会后，学生们继续举行大规模示威游行。反动当局见示威队伍直奔前门，便赶紧把前门关闭了，又堆上沙袋，加派军警看守。这时，指挥部和军警谈判，要求进城。可是军警声称奉命不许学生全体列队进入内城。几经交涉，军警才表示可以分三批通过。指挥部立即警觉到这是“各个击破”的策略，充分考虑了对策以后，决定分三队入城，一队从正阳门进入；二队绕道宣武门入城；三队留守原地，等一二队在宣武门会合后再回师迎接第三队。示威队伍从前门一带出发，行进途中，都是一队警察、一队学生、一队敌人摩托车，把学生的队伍完全夹在中间。但是，爱国学生们毫无惧色，勇往直前。
第一队由黄敬带队，从正阳门入城后，冲向西长安街，又从西单牌楼转入宣武门内大街，在绒线胡同西口被反动军警保安队拦住去路。各学校的代表向他们宣传当时革命的形势和抗日救国的道理，展开了说理斗争。但是，反动军警保安队坚持说“上边有命令”，始终不允许学生队伍向南行进。指挥部看到从绒线胡同到宣武门，完全是如临大敌的警察和宋哲元的大刀队，如果硬往南冲，不但冲不过去，而且必然要引起不必要的流血牺牲。当时，太阳快要落山了，战友们已在冰天冻地里苦战了一整天，也应该转移阵地，休整队伍。在分析了这些情况之后，指挥部决定整队往北，一边继续示威游行，扩大宣传，一边分头回学校，胜利收兵。拦路的军警当局也答应了学生队伍回师北进。但是当学生队伍井然有序地转弯北进时，反动军警当局却突然一声命令，向爱国学生发动了猛袭。宋哲元的大刀队挥舞着白光闪闪的鬼头大刀，向走在前列的女学生首先冲杀了过来。为了保存力量，避免重大伤亡，指挥部又决定化整为零，很快地组织了退却。
留在西车站广场的第三队，在军警的阻止下，未得进入正阳门，在城外绕了一圈之后，与第二队在宣武门外会师了。他们曾多次试图冲开城门和城里的战友会师，都被反动军警破坏和阻挠了。
第二队又根据冲垮西便门的经验，数度冲击宣武门。由于城门内已经堆满沙袋，冲击未获成功。这时，宣武门外站在队前的学生，发现城门的瓮城门底下有一条缝隙，立刻惊喜起来：“从这儿爬进去，将城门打开！”随即，清华大学的一名女学生勇敢地将身子平贴着地面爬了进去。她迅速地跳了起来，把一根铁门栓抽下，又用手去拧动扣住门环的铁丝，向城外高呼“冲呀，冲进来！”但她还没有来得及将城门打开，就被赶来的军警抓住了。在广大学生的再三斗争下，军警才不得不把她放还，并答应开城门，让清华大学、燕京大学等校学生返校。但当清华大学和燕京大学等校离开宣武门以后，夜幕降临，路灯突然熄灭，国民党在城外开始了对示威游行队伍的血腥镇压。学生们在同军警搏斗中，将队伍分散在两旁的胡同里。千百个爱国学生在黑夜、寒风、枪刺下英勇地抗击着，不少人在国民党反动派的大刀、皮鞭下受伤了，被捕了。在“一二·一六”一整天的斗争中，全市学生被捕的共有二三十人，而受伤者将近400人。
反动军警的倒行逆施，激起了市民群众的满腔义愤。宣武门内外的市民对学生的爱国行动深表同情，很多市民自动地参加和支援了这场斗争。有一家豆腐坊把未做好豆腐的豆浆送给学生们喝，暖暖身体、充充饥。人力车工人主动将受伤的学生送往医院。宣武门外一家诊疗所的医生和护士，都出来给受伤的学生包扎伤口。《北平晨报》报馆，打开大门，让一些学生进去躲避。这些热情感人的情景，给广大爱国学生以极大的安慰和鼓舞，充分表明了他们的斗争不是孤立的。
12月22日，学联收集了受伤同学的血衣500多件，在中国大学逸仙堂举行血衣展览大会。这天参加大会的有各校学生代表2000多人和部分学生家长。会场上悬挂着“血淋淋铁的事实”七个大字。很多受害学生和他们的家长，愤怒地控诉了国民党政府的暴行。台上台下，声泪俱下，义愤填膺。北平各界市民去医院慰问的络绎不绝。社会各界人士亲眼看到爱国青年学生惨遭摧残，对国民党反动当局日益愤怒，对爱国青年学生深表同情。
“一二·一六”示威游行的人数之多，为北平十年来所未有，群情的激愤和热烈也是空前的。千万群众的英勇斗争，狠狠地打击了反动派的卖国活动，使得他们手忙脚乱，不得不被迫宣布“冀察政务委员会”延期成立。
“一二·一六”大规模示威游行继12月9日之后，再一次强有力地打破了笼罩着华北和北平的沉郁气氛，驱散了人们惴惴不安的心情，增强了广大群众对中国不会亡的坚强信念，显示了中华民族和中国人民誓死保卫祖国、抗击日寇的坚强意志，吹响了中华民族解放斗争的号角！北平爱国学生在“一二·九”和“一二·一六”的斗争中所表现出的可歌可泣的英勇行为，充分体现了中华民族不屈的精神。
