抗戰伊始，趙登禹將軍就遭到日寇伏擊而死，此事的原因始終是個謎。有些作者分析，是漢奸潘毓桂從二十九軍軍長宋哲元處獲得了情報，轉給女間諜李香蘭，又由李交給日本駐屯軍，趙將軍因此遭到伏擊。而天津師範大學李惠蘭教授主編的《七七事變探秘》，查證了日方資料，道出了前人所不知的秘密。

　　原來害死趙登禹的並非潘毓桂，而是日軍暗藏在北平南苑的另一個眼線周思靖。此人系日本陸軍士官學校第22期騎科畢業生，能講一口流利的日語，又和馮玉祥的長子馮洪國、盛世才之弟盛世騏是同學，因此，回國後進入二十九軍任少校參謀，擔任日本顧問櫻井的翻譯。他的辦公室配有電話，可直通二十九軍領導人和日本軍部。1937年7月27日，趙登禹率先行部隊趕到南苑，當天宋哲元拒絕日方最後通牒，28日清晨急調趙登禹進城共商戰事，日方也於28日拂曉對南苑進行轟炸。趙登禹在南苑作了最後的軍事部署，然後安排士兵用網和樹葉偽裝汽車，在上車前囑咐軍訓團大隊長馮洪國率領學兵撤退。當時周思靖就站在一旁，將他們的談話內容聽得清清楚楚。趙將軍離開後，周立刻回到辦公室，用電話通知敵人：12點50分，趙登禹在前後各一輛滿載衛兵的卡車護衛下，乘黑色小汽車向南苑北部的天羅莊方向駛去。

　　日軍方對此情報極為重視，迅速集中兵力埋伏在趙登禹的必經之路——天羅莊附近。當趙的汽車駛入日軍埋伏圈時，日軍以重機關鎗進行猛射，前後兩輛卡車上的士兵全被射殺，趙將軍乘坐的小汽車也被打成蜂窩狀，司機的大腿中了多槍，因失血過多而死。趙登禹靠在車的後座上，身中數彈以身殉國，身邊的副官頭靠在橫窗上，也中彈身亡，場面慘不忍睹。隨後，日軍從副官身上搜出了趙登禹的名片，在座椅上發現了蔣介石給宋哲元的電報、宋哲元給趙登禹的命令狀、一三二師將校勤務表等重要文件，證實了車後座上的就是趙登禹。日軍如獲至寶，立刻將趙的遺體拉出來拍了照片，向上級邀功去了。下午，北平城防副司令田春芳和幾位國際紅十字會會員尋來，將趙將軍的遺體裝殮入棺，抬到北平古剎龍潭寺。