日军分三路进攻热河省会承德，先头部队128名骑兵出现在承德城外，汤玉麟留下孙殿英部抵御日军，3月4日汤玉麟率省政府机关人员撤出热河退至滦平，后退至丰宁。仅仅10天日军就全面佔领热河省19万平方公里土地，热河被满洲国吞併。满洲国任命汤玉麟为参议府副议长兼热河省省长，汤玉麟拒绝这个任命。热河失守后，汤玉麟参加冯玉祥、吉鸿昌、方振武的察哈尔民众抗日同盟军。同年8月，国民政府迫使冯玉祥下野，抗日同盟军事实上解散。结果汤玉麟因热河失陷的责任以及参与抗日同盟军而被国民政府通缉。汤的军队被国民革命军第29军军长宋哲元