Med hendelsen ved Marco Polo-broen den 19. juli 1937 som påskudd brøt den annen sino-japanske krig ut, og Beiping ble inntatt av Japan den 29. juli 1937. Under okkupasjonen ble navnet Beijing gjeninnført, og byen ble sete for Kinas provisoriske regjering som ledet en av lydstatene som japanerne opprettet på kinesisk jord. Senere ble den forent med den mer omfattende Wang Jingweis regjering med sete i Nanjing. Den japanske hæren etablerte et bakteriologisk forskningsinstitutt i byen, en del av deres forskningsprogram der japanske leger eksperimenterte med mennesker.