九一八事变后，赵登禹主张抵抗日本。1933年任第29军37师109旅旅长。1933年第29军长城抗战时，赵登禹奉命率部增援喜峰口、潘家口，与敌激战，取得胜利，大涨了抗日军民的士气，赵登禹因战功卓著被擢升为第132师师长，并授陆军中将军衔。

　　抗日战争全面爆发后，1937年7月下旬，日军在飞机和坦克的掩护下，分别向北平、天津以及邻近各战略要地大举进攻。日军出动40余架飞机轮番轰炸阵地，并有3000人的机械化部队从地面发动猛烈攻击。担任国民革命军陆军第29军132师师长的赵登禹，率部守卫北京城外的南苑。

　　132师将士在赵登禹的率领下，不畏强敌，奋勇抵抗。南苑一带地势平坦，无险可守。日军将中国军队切成数段，分割包围。部队孤军作战，在敌人炮火和飞机的狂轰滥炸下，损失惨重。赵登禹率部誓死坚守阵地，拼死抗击。7月28日，在奉命撤退途中遭日军伏击，赵登禹指挥部队与日军激战，胸部中弹牺牲，时年39岁。

　　抗战胜利后，北平市政府将北河沿大街改名为赵登禹路，以示纪念。据新华社济南10月25日电