，放弃以往的挑战态度，从国境线远远后撤，则本军有意速回长城线，从事维持满洲国国内治安之本务。若中国军队仍不改变态度，则本军亦不得不继续作战。”
未等何应钦答复，5月17日关东军的第6、第8两个主力师团，开始向南推进，目的在于“以作战上最有力的态势进入谈判”。第6师团于当日占领唐山，18日进入玉田，19日占领蓟县，20日越过平谷、三河，第一线部队抵达蓟运河一线。第8师团于19日攻占密云，21日进攻怀柔，23日突破中国军队防线，并继续南进。这样，北平已处于日本侵略军的枪口之下。
此时的何应钦已无心再战，在军事上一筹莫展的情势下，急于要与日军达成停战。而人数较中国军队远为劣势的关东军，战斗力也已用尽。冈村宁次认为，日军虽暂时胜利，但整个平津地区的各派系中国军队约有40个师，区区几个关东军师、旅团尽管战斗力强悍，长期作战毕竟不支，“因此，必须乘胜于最短时间内导致停战。唯恐予中国军以反击的余裕”。可是，他的这个看法一时不被东京方面理解。参谋本部的首脑们起初对关东军人关作战顾虑重重，这时见战事顺利又主张继续干下去，全然不顾现地作战的关东军兵力已捉襟见肘。于是，“关东军对此发出抗议电报，认为停战谈判应由其自行处理，其他机关不得干预”。5月22日，参谋本部在关东军指挥官们的压力下，电告武藤信义可以与中方进行停战谈判。
何应钦和黄郛知道，此时关东军的掌权人除武藤信义元帅外，其次就是冈村宁次副参谋长。所以，黄郛的和谈密使殷同于5月24日到达长春后，就要求直接与冈村宁次晤面。冈村在日记中记载：“5月24日及25日，我应殷同的邀请，单身前往他的住处密谈，并把我军有意缔结停战协定的想法告诉了他。通过两天的会谈，彼此间疏通了大体的意见，达成了有关停战的大致意向。”
冈村宁次这次与殷同秘密会谈，起初居然对顶头上司武藤连个招呼也不打，可见其专权跋扈和武藤之所以对他反感的原因。后来，“可能是军司令官知道了这一情况，故而委任我为全权代表。本来，协定全文已经决定，任务只是迫使对方同意，因此可以说委任谁为全权代表都是一样”。
其实，这是武藤顺手推舟让这个军部的大红人再去出次风头。
中方谈判代表是熊斌。此人是湖北黄安（今红安）人，早年人广西陆军干部学校、奉天讲武堂，武昌起义时投身革命；1924年起在冯玉祥部工作，1925年任过北京政府的陆军部次长，1931年改任国民政府文官处参事、国民政府参军，1932年后任参谋本部厅长。日方以冈村宁次为正式代表，又命喜多诚一大佐、远藤三郎少佐、藤本铁熊少性等参谋和林出贤次郎书记宫随行。另外，日本驻北平武官永津住比重和日第6、第8师团各选派的1名参谋，也作为代表团的非正式成员参加谈判。
5月29日，冈村率代表团由大连乘日海军驱逐舰“朝颜”号，在风平浪静的渤海上以24节的速度驶向塘沽。因山海关及沿京奉铁路一线，早已成为中日双方军队争战或对峙的地区，陆路交通基本阻断，所以，选择塘沽为谈判地点也便于日方代表走海路前来。
5月30日，“朝颜”号驱逐舰抵达塘沽港。冈村一伙人换上一艘小艇，沿海河往塘沽镇驶来，他“目睹海河河口及两岸堑壕上，中国兵守备之状态，不禁要属下做好战斗准备”。自诩“中国通”的冈村宁次，虽然知道中国有“两国交兵，不斩来使”的古训，但带着这10多个人闯入同仇敌忾的对方营阵中，还是令他战战兢兢，不得不小心谨慎为妙。
当天下午2时，以熊斌为首的中国代表团乘火车经由天津驶抵塘沽。冈村先派永津佐比重前去接洽。下午4时，中日所有谈判代表集中开了一次会，双方寒暄之后，互认委任状，熊斌和冈村宁次又分别介绍了各自的随员，并约定次日上午9时正式开会。
在塘沽逗留期间，冈村二行被安排宿于火车站的站长室，由日本卫兵和中国警察共同负责警卫。塘沽镇上戒备森严，唯恐中国民众和下级官兵袭击这伙所谓“和谈”代表。
5月31日上午，双方按约定进入实质性的谈判。但严格说来，这并非真正的谈判，而不过是日方将自己的条件强加于中国的一个仪式。会议一开始，冈村便拿出了事先印好的停战协定草案，说了一下大体内容，要求中方在1个半小时内作出是否同意的答复。他还蛮横地宣称，对草案中方一字也不许更改。熊斌事前得到南京国民政府的指示。此次停战谈判应只限于军事，不涉及政治，不可有放弃长城以北领土之类的文字。熊斌披阅日方草案内容，发现字面上没有这类文字，但还是希望能发表一项声明，表明东北是中国领土之一部分或一个地区的立场。对此，冈村宁次自然不会同意，熊斌也只好不再坚持，在日方限定的上午11时前原封不动地接受了日本的草案，在上面签了字。这就是中日关系史上著名的《塘沽停战协定》，其主要条文如下：
1．中国军立即撤退至延庆、昌平