至少在九江失守後，中國最高統帥部意識到，如果日軍執意進攻武漢，固守是極其困難的，以至最終難以守住。
武漢已為我抗戰之政治經濟及資源之中樞，故其得失關係至巨。惟武漢三鎮不易守，而武漢近郊尤以江北方面無險可守盡人而知；更以中隔大江外雜湖沼，尤非可久戰之地。故欲確保武漢，則應東守宿松、太湖，北扼雙門關、大勝關、武勝關諸險，依大別山脈以拒敵軍，並與平漢路北段之積極行動相呼應，若敵懸軍深入，則可臨機予以各個擊破，或在大別山預為隱伏待其深入，出奇兵以腰擊之。如此方可製勝，方可以確保武漢，否則據三鎮而守、於近郊而戰，則武漢對我政治經濟資源上之重要性已失所保者，僅此一片焦土而已矣。且受敵之包圍，則視如甕中之鱉，困守南京之教訓實殷鑑之不遠。故欲確保武漢而始終保持武漢為我政治經濟資源之中樞，則應戰於武漢之遠方，守武漢而不戰於武漢是為上策。
這就是說，保衛武漢，“須守備其外圍要域”；若外圍要地盡失，則武漢即失去屏障，“其本身無險可守”。
然而，至少在九江以東，長江沿岸“要域”已落入日軍之手。
由此，國民政府軍事委員會關於武漢會戰的總體戰略構想是：堅持持久戰和消耗戰，利用武漢周邊的湖沼地帶盡力實施防禦作戰，固守的時間越長越好。同時，把中國軍隊的兵力消耗控制在戰後可以恢復的額度內：“第五、九戰區沿江部隊須絕對固守，其部隊配置及江防阻塞尤要注意周到，步步為營，節節抵抗，以短小空間換取長大時間”。當時，中國的第五戰區在長江以北，第九戰區在長江以南，因此，蔣介石要求兩戰區在武漢會戰的同時考慮到今後的作戰：第五戰區須“以大別山、大洪山一帶”為後方依托，第九戰區須“以九宮山、幕阜山一帶”為後方依托，密切“注意襄陽與宜昌及南昌與長沙之間之交通線。以後兩戰區之聯絡線應以宜昌為中心”。國民政府軍事委員會對於武漢會戰兵力使用的整體把握是：“武漢會戰之兵力消耗，以百分之六十為標準，其餘百分之四十備作第四期作戰之基礎。預料其在攻略武漢後，敵當作較長時間之考慮，我可得恢復實力之機會。”
上述戰略預想基本符合後來戰爭的發展趨勢。
只是，一九三八年的酷夏，當日軍逼近武漢之時，中國人的心理還是備受煎熬。
就政治軍事而言，武漢顯然不可輕易放棄，因此，蔣介石不惜損失百分之六十的兵力防禦固守。可就中國軍隊的作戰實力而言，死守型的防禦戰究竟能夠打多久，是否會重演南京保衛戰的慘痛往事？如果真的損失兵力達一半以上，中國有沒有能力迅速恢復？一旦武漢失守，國民政府將如何在西南一隅撐持其政權並保證指導戰爭的權威？中國富饒的東部和中部丟失後，國家支撐戰爭的政治、經濟和資源能力從何而來？更為重要的是：有多少中國人能夠理解並相信，南京和武漢的相繼丟失，並不意味著國家的滅頂之災，而是戰爭實現轉折的另一種歷史契機？自日軍發動對武漢的攻勢以來，中國軍隊已經苦戰了兩個月，官兵傷亡數字驚人，補充供給杯水車薪。國民政府有限的財政幾乎全部用在了購置軍火上，以至於前線的作戰部隊衣糧短缺、傷員難以轉運。長江沿岸天氣酷熱難捱，患病和中暑者日益劇增，特別是來自中國北方的官兵，一旦病倒就不得不撤離陣地。 ——打仗是要靠士兵來實施的，那些在陣地上苦熬的官兵，他們是否有足夠的體力和耐力切實履行作戰職責？他們是否還有足以支撐一場會戰的犧牲精神？
六月七日，國民政府軍事委員會擬訂了《保衛武漢作戰計劃》。其方針是：“以聚殲敵軍於武漢附近之目的，應努力保持現在態勢，消耗敵軍兵力，最後須確保大別山、黃麻間主陣地，及德安、箬溪、辛潭鋪、通山、汀泗橋各要地，先摧破敵包圍之企圖，爾後以集結之有力部隊由南北兩方沿江夾擊突進之敵。”其指導要領是：“第五戰區應以現在態勢確保大別山主陣地，積極擊破沿江及豫南進犯之敵。”“第九戰區應極力維持現在態勢，並須確保德安、箬溪、辛潭鋪、通山、汀泗橋之要線，以維持全軍後方，使爾後作戰容易；尤須先擊破經瑞武路（瑞昌至武穴）及木石港西進之敵。”“武漢衛戍部隊準備改守沿江要點及核心陣地，應以現有兵力之一部（十三師）準備推進使用於五戰區，三師、五十五師使用於九戰區與敵決戰。最後應固守核心陣地，使兩戰區野戰部隊得重新部署，向敵夾擊。”“第一、二、三戰區仍以現在部署積極向敵襲擊，以牽制敵向武漢轉用兵力。第三戰區沿江要塞砲兵更應排除萬難，妥為部署，俾發揮威力，截斷敵艦長江聯絡線。”
至一九三八年八月中旬，日軍已完成製訂作戰計劃、擴大集結地域、修建前進機場、轟炸中國戰略要地等攻取武漢的一切軍事準備。日軍第二軍的第十、第十三師團集結於安徽廬州（今合肥）地區；第十一軍的四個師團和一個旅團集結於江西九江地區，其中第六師團在黃梅附近、第一〇六師團在九江以南、波田支隊在九江以西、第一〇一師團在九江東南、第九師團先頭部隊連同岡村寧次的第十一軍指揮部進至九江。而海軍航空兵也已進駐安慶和九江機場；海軍艦隻在長江中下游集結完畢；空軍的三個飛行團分別抵達了廬州、安慶和南京等機場。
日軍攻取中國武漢的態勢已不可逆轉。
日方對中國戰場的情勢判斷是：“蔣介石認為此次會戰關係到國家民族存亡，因而傾注最後努力確保武漢。但其決心並不鞏固，其內心為在本次會戰後仍能保存自己的勢力而煞費苦心。”對於中國軍隊即將投入的兵力估算，日方認為是九十個師，但“其中大部，都是在過去數次會戰中吃敗仗的部隊以及訓練不佳的新編部隊”。其中位於長江北岸的中國第五戰區威脅不大：“白崇禧以強大的一部配置在大別山脈以北地區，準備從該方面向我採取攻勢。主力集中在該山脈以南地區，沿揚子江北岸前進，對我稻葉部隊（第六師團）進行反復攻勢，但其攻擊能力不大，因受該部隊的反擊，正敗退中。”而來自長江南岸的中國第九戰區的反擊則應給予重視：“對於來自揚子江兩岸地區的松浦、波田兩部隊採取攻勢的敵人，將主力集中在前線，企圖使該兩部隊受到挫折，同時陸續向陽新、吳寧、南昌方面增加兵力，有分數段進行抵抗的企圖。”日方估計，中國空軍可以投入武漢作戰的“破損飛機和組裝進口飛機”，數量大約為“二至三百架”。
大戰在即，看似準備就緒，但日軍的將領們仍有焦慮之事：極度的暑熱中，上一階段的作戰每每受到中國軍隊的頑強抵抗，部隊推進困難，傷亡嚴重，加之患病者增多，各部隊都出現減員，亟需新兵補充。而從國內抵達戰場的新兵，於酷熱潮濕中乘船長途行軍，不免因極度的水土不服導致身心疲憊、情緒低落。
一名日軍前線士兵寫道：
我們的中隊就躲在水溝的土堆四周跟敵軍對峙，然而由於四周的山里都是敵人，子彈從四面八方飛過來。戰友們大部都受傷，也有些因為飢餓和疲憊而倒下來死在水溝的戰友們，他們的臉色都變成了茶色且浮腫，白花花的蛆蟲從他們的鼻孔和嘴巴掉下來。一連幾天都沒有吃東西，只能從漂浮著同伴屍體的水溝裡舀髒水喝，活著的人也都快變成了鬼。我也覺得我的死期到了。對著月亮，我放聲大哭。
一九三八年八月二十二日，日軍大本營下達“大陸命第一八八號”、“大海令第一三五號”和“大陸指第二五〇號”，命令華中派遣軍對中國武漢發動全面進攻。
當日傍晚五時，日軍華中派遣軍司令部下達了作戰命令：
……
二、軍的意圖在於與海軍合作攻占武漢地區要地，同時以消滅途經各地之敵，以挫傷敵之繼續作戰士氣。為此，首先應自大別山北麓地區及揚子江上併其北岸地區，依次向西獲得地盤。在揚子江南岸方面應將兵力集中到九江西南地區，然後切斷京漢及粵漢鐵路，做好直接攻占武漢三鎮的準備。
三、第二軍於八月下旬自現在集中的開始行動。當擊敗途中駐在之敵後，應繼續首先進入光州、商城一線，而後準備向信陽方面及漢口北側地區前進。
四、第十一軍在揚子江及其北面地區，依次向西獲得地盤，同時擊敗當面之敵，大致繼續前進到瑞昌、德安一線集中，伺機佔領永修附近。準備從九月中旬向武漢三鎮及以南粵漢鐵路一線前進。沿揚子江作戰應與海軍配合。
五、航空兵團應以主力配合第十一軍，以一部配合第二軍的作戰，以資擴大其戰果，細節可直接與兩軍協商。
又，協同海軍，大致在影響地面作戰的地區內應投入飛機，摧毀敵空軍力量和攻擊敵要衝。
六、華中港口監理部應仍在揚子江，擔任船舶輸送任務。
又，為了配合第十一軍作戰，在彭澤以西擔任船舶運輸的官員，應受該軍司令官領導。同時為該軍溯江作戰指揮下的部隊和資材各一部，編入第十一軍指揮下。
……
上述部署，意味著日軍將兵分四路同時向西，以便對武漢形成圍攻之勢。其中間的兩路將沿著長江南北兩岸齊頭並進：第六師團在北岸，目標是廣濟、田家鎮要塞方向；波田支隊和第九師團在南岸，目標是富池口要塞方向。同時，在長江以北的大別山方向，第十、第十三、第十六師團向西突擊，目標是佔領河南信陽，然後沿平漢鐵路南下，從北麵包抄武漢；而在長江以南的贛北方向，第一〇一、一〇六等師團向西南突擊，突破德安等地，從南面沿著粵漢鐵路北上包圍武漢。
就長江水道上的要塞而言，田家鎮要塞是護衛武漢的最後屏障，而廣濟城南倚長江、北屏大別山，乃田家鎮要塞的正面屏障。日軍第六師團佔領黃梅後，由於官兵傷亡以及患病太多，被迫停止進攻。八月二十三日，接到第十一軍攻占廣濟的命令後，師團長稻葉四郎認為，第六師團的補給如果設定在安慶、潛山、太湖、宿松這條陸路上，不但運輸線太長，易受到中國軍隊截斷，且派出大批部隊保衛補給線又會影響作戰。於是決定利用鄱陽湖水路從長江上的小池口進行補給，並因此放棄了潛山和太湖，將主力向南移至宿松、黃梅地區。日軍的這一移動，引起了白崇禧的注意。中國軍隊迅速收復潛山和太湖後，白崇禧決定趁第六師團立足未穩，在這個方向對日軍發起攻勢。 ——日軍沒有想到，沿長江北岸的進攻還沒正式開始，便遭遇到中國軍隊的主動反擊。
廣濟方向的中國守軍是第五戰區李品仙的第四兵團。
李品仙的反擊部署是：第八十四軍附第一七六師及第六十八軍第三十一旅，向黃梅進攻；第二十九集團軍第一六一、第一六二師收復多雲山、白楊嶺陣地，切斷宿黃公路（宿松至黃梅）；砲兵第六團協助第八十四軍進攻；第二十六軍、第六十八軍以及第一三八師在龜山、團山河、筆架山、大河鋪、排子山一線佔領陣地；第八十六軍為兵團預備隊。
二十八日，李品仙各部按照作戰部署發動了進攻。猝不及防的日軍第六師團頓時陷入被動，前沿陣地不斷失守，中國軍隊步步緊逼，最後日軍被迫放棄宿松，向黃梅撤退。二十九日，中國軍隊繼續進攻，第六師團主力在黃梅地區拼死防守。三十日，日軍兩個裝甲車中隊的增援部隊抵達。於是，第六師團第三十六旅團在黃廣公路（黃梅至廣濟)北側、第十一旅團在公路南側，並行向廣濟實施進攻。同時，日軍出動了大批戰機，對中國軍隊和廣濟縣城實施狂轟濫炸。黃梅至廣濟直線距離不過三十公里，中國軍隊第六十八軍和第八十四軍與日軍在這片狹窄的地域裡展開了殘酷的陣地爭奪戰。
第六十八軍原是山東部隊，在日軍施放毒氣彈後，第六十八軍官兵仍然堅守陣地不退，前沿一個營四百多名官兵全部戰死。
第八十四軍是廣西部隊，由原駐南寧、橫縣、貴縣等地的獨立團編成，軍官們也是臨時從軍校湊起來的：軍長覃連芳、副軍長徐文明、參謀長鐘紀均是陸軍軍官學校的教員；而第一八八師師長劉任和副師長劉建常是軍校步兵科的戰術教官，第一八九師師長凌壓西則是從安徽前線臨時調回來的。由於是桂軍，白崇禧格外要求第八十四軍必須努力作戰，在初戰中給廣西人爭面子。
桂軍以作戰凶狠聞名，第八十四軍果然打得頑強。第一八九師在防禦大洋廟山口陣地時，日軍的飛機實施了密集轟炸，前沿陣地和戰壕幾乎被夷為平地。但第一八九師官兵依舊利用有利地形，充分發揮迫擊砲和機槍的作用，將大量日軍射殺於陣地前沿的開闊地上。日軍攻擊受挫，便向大洋廟山口陣地側翼的一個小高地迂迴，企圖對中國守軍陣地構成火力威脅，於是與拼死阻擊的中國守軍發生了殘酷的拉鋸戰。最後時刻，第一八九師一一〇六團團長意志崩潰，率部連夜撤離陣地，躲到了大洋廟山口後面的山溝裡。可是，儘管一一〇六團的陣地戰壕里已空無一人，日軍竟然仍不敢突進，而是去繞攻第一八八師的陣地。
第一八八師師長劉任指揮作戰經驗不足但戰鬥熱情很高，他命令兩個團同時向日軍發動攻擊。由於協同聯絡不佳，加上當面敵情不明，兩個團遭遇日軍密集火力的嚴重壓制，儘管投入了預備隊使兩個團解困，但成片的中國官兵已遺屍於日軍架設的鐵絲網下。在區壽年的第一七六師前來接防後，第一八八師成為預備隊，但在第一七六師出現危機時，第一八八師副師長劉建常親自率部前去解救，結果解救部隊又陷入阻擊日軍的重圍。 ——第八十四軍的兩個師都打得很苦，官兵們雖然作戰意志頑強，但部隊的損失實在是太大了，以至於第一八八師被迫撤退時，竟然一下子撤到了軍部的後面。軍長覃連芳怒不可遏，將第一八九師擅離陣地的一一〇六團團長黃伯銘就地槍斃，並把指揮作戰不力的第一八八師師長劉任交給了第五戰區軍法處置。
在日軍持續的兇猛進攻下，中國守軍逐步退至二線陣地。
在廣濟前線指揮作戰的李品仙苦不堪言。
九月三日，李品仙在給蔣介石的電報中說，他的防禦正面過於寬大，預備隊已使用殆盡，前線部隊傷亡慘重，加上酷暑導致疾病流行，部隊幾乎就剩不下多少人了。而更令人憤怒的是，附近的友軍不聽命令，所有的增援都行動遲緩：
……敵分數縱隊向我八十四軍及劉軍團（劉汝明部）正面晝夜猛攻，並以優勢之空、炮轟擊，我軍在破山口、塔兒寨、惡席寨、雙城鈿、排子山、英山嘴各地與敵血戰，各陣地失而復得反復攻擊者數次。時我軍砲兵因敵空軍之轟炸及射程之短近不能製壓敵炮，加以工事不良，以致我軍傷亡慘重。截至本日止，八十四軍損失已達二分之一以上，一七六師傷亡亦在二分之一附近，劉軍團之一一九師及三十一旅，據劉軍團長報告每團僅剩二三百名，合共不過千餘人……八十四軍病兵亦佔四分之一以上，敵雖未能深入，該兩軍戰鬥兵員均不足維持正面之陣線。蕭軍（第二十六軍，軍長蕭之楚）須任田家鎮側背之守備，未便抽調，僅將大金鋪以東至吳文貴劉軍防地交由蕭軍抽部接防，俾劉軍得以集結兵力固守現在陣地。但蕭軍之正面又復過廣，兵力單薄，一旦龍坪方面有事，必易為敵突入。二十九集團軍，在二郎河、渡頭橋之線，始終無大敵情，本擬將其主力集結，由東向西側擊後山鋪、大河鋪敵之側背，牽制當面之敵，而該軍行動延遲，發令後至今尤未動作，對於協同精神，殊欠恰當。三十一軍由英山趕調兩師前來增援，昨日僅到三團。我正面之陣線，昨日為敵攻占，各點已無餘力反攻，若再勉強出擊，兵力損失更大，恐以後全線陣地，恐難確保。因此不能不調整陣線，已於昨晚十二時將正面陣地撤回第二線陣地……
儘管日軍第六師團付出很大代價，但仍在強行推進。中國守軍退守二線陣地後，李品仙命令第四兵團所屬部隊輪番對日軍的正面和側面進行反擊。九月三日，第一六二師進占楊樹嶺、破山口後向英山嘴進攻，第一六一師則向大河鋪出擊，第四十八軍配屬的第一四九師向渡河橋推進，第一七四師準備進攻黃梅。日軍第六師團以一部掩護黃梅附近的後勤補給線，主力沿著黃廣公路不顧一切地向前猛攻。李品仙致電蔣介石：“今晨四時半起，（敵）復以四路分向我藍家灣、劉朝二、大佛寨、楊灣衝、田家寨、生金寨、後湖寨轟擊，平均砲擊每分鐘二十發，飛機轟炸迄今未停，各路均有敵數千，我生金寨陣地於八時、後湖寨陣地於十五時失守。田家寨陣地於十七時陷敵包圍，現正分令反攻中。”日軍繼續向卓木尖推進。奉命增援的中國軍隊第三十一軍、第二十六軍全部抵達戰場後，李品仙立即命令這兩支桂軍部隊向日軍的側背實施夾擊。第三十一軍一部五日凌晨向生金寨附近的日軍發起攻擊，兩個小時後攻占了幾個高地，雙方的傷亡都很大。天亮後日軍發動反擊，中國官兵被迫撤回原陣地。第二十六軍以第四十四師固守原陣地，以第十二師配屬一個山炮排和一個戰車連，於五日凌晨攻擊鳳凰山的日軍側背，當晚突破日軍陣地，佔領了獅子山和鳳凰山。但是天亮後，在日軍戰機和炮火的猛烈轟炸和轟擊下，鳳凰山陣地也被日軍奪回。
八月三十日，日軍第六師團牛島滿少將指揮的以步兵第三十六旅團為基幹的牛島支隊，今村勝次少將指揮的以步兵第十一旅團為基幹的今村支隊，在二十餘門火砲和八架飛機的助戰下，分別沿著黃廣公路及其以南地區向西對廣濟發起夾擊，而第六師團其餘部隊則繞至廣濟北面實施圍攻。
廣濟全線危急。
焦灼萬分的李品仙再次給蔣介石發去電報，表示部隊傷亡慘重，仗已無法再打下去：“現在各軍因連戰一周之久， 傷亡過重，約在二分之一至三分之二之間，預備隊均已用盡，第二線兵團僅剩曹福林軍。若以之再填補前線，恐緩急間已無兵力可用，應如何處置？乞速訓示。”
九月六日，日軍第六師團突破田家寨、筆架山陣地。
經白崇禧批准，李品仙部於二十二時棄守廣濟。
日軍第六師團經過八天的苦戰佔領了廣濟，但部隊傷亡嚴重，無力繼續進攻，只好就地構築工事等待補充。
黃梅、廣濟地區，是中國軍隊保衛武漢的第一線重要陣地，為此中國方面先後調集了川、魯、桂三省的五個軍拼死防守，結果還是以廣濟失守告終。而這一結果，致使沿長江西進武漢的最後屏障田家鎮要塞被暴露在日軍的攻擊下。
縱觀廣濟作戰，中國軍隊不可謂不捨命，戰鬥意志不可謂不堅定，重要問題依舊出在作戰指導思想。儘管一再說要靈活機動地組織防禦，避免固定陣地的死守，但打起仗來仍是只會打以守陣地為主的防禦戰，把主力固定在陣地上與敵人拼火力耗實力；同時，分屬於不同派系的各路軍隊，極其缺乏協同配合的意識，常常是彼此近在咫尺卻照舊各打各的。為此，白崇禧專門就廣濟作戰致電蔣介石，認為中國軍隊若不改變這種戰法和現狀，抗戰的未來堪憂。 ——實際上，這也是對蔣介石指揮作戰觀念陳舊的一種委婉的提醒：
近自廣濟會戰，時僅一周，而前方官兵傷亡極重。且在敵炮、空威脅之下，雖盡極大努力，而陣地終不克保。則以敵我裝備懸殊，制空無權，陣地相持，良非上策。若部隊脆弱，則輒三、二日即不能成軍，乃戰術無靈，指揮棘手。職身臨前方，深思對敵之策，惟有取機動姿勢，求敵側背相機攻襲，而不限以一地一城之死守。如此，則能常保持有用之力量，獲得作戰之自由。一年以來，計劃作戰者，率以裝備相等之戰術，因襲而用，原則未嘗不合，勝利卒歸泡影。尤以積兵愈多，損害更巨，實力消耗，遠逾於敵。設非改變戰法，不但勝利難求，且恐持久不易……改取機動配置，正面仍以一部守禦，主力集結敵之側背，求其弱點，相機攻擊，斷其後方聯絡線，以此廣大地域運用廣大面積之運動戰。如此，則易死路為生，機變被動為主動，將士樂於效命，抗戰可期長近延迭。據探報，敵擬集中各地兵力，求於武漢行大決戰。證以壽縣敵數百汽艇之西進及江輪運兵之上駛，其企圖甚大，未可忽視。在戰略上果應如何應付，乞早為策定，俾南北各戰場資以實行，深為迫切之需要。謹貢所見，用備採擇。
白崇禧所見極為精準。
抗戰一年來，中國軍隊之所以屢屢敗退，除了武器裝備、作戰素能的懸殊差距外，最為重要的是戰爭之戰略戰術的落後。
就在日軍第六師團於長江北岸向西攻擊時，在長江南岸，日軍攻占瑞昌後，自八月二十七日始，波田支隊和第九師團分別沿著長江以及瑞昌至陽新的公路向西進攻。首先接敵的是川軍王陵基的第三十集團軍。第三十集團軍連失鯉魚山、新塘舖等要地，九江至南昌間的南潯路正面防禦出現危機。薛岳命令俞濟時的第七十四軍、黃維的第十八軍以及關麟徵的第五十二軍實施反擊，初步遏制住了日軍第九師團的進攻勢頭。九月七日，岡村寧次命令第九師團和波田支隊攻取馬頭鎮和富池口要塞，以支援長江北岸的第六師團作戰。中國守軍湯恩伯的第三十一集團軍在瑞昌至馬頭、瑞昌至武寧、瑞昌至陽新三條公路上與日軍展開了激烈的爭奪戰。戰至十二日，雙方都付出重大傷亡，但中國守軍依舊扼守著一線陣地。日軍集中兵力在海軍陸戰隊的配合下再次發動猛攻，十四日，波田支隊主力突破中國守軍防線抵達馬鞍山附近，其第二聯隊第二大隊與中國守軍激戰八晝夜，最終日軍投放毒氣彈後佔領馬頭鎮。接著，波田支隊和第九師團繼續推進，近逼富池口要塞。
富池口，繼馬當要塞之後長江南岸的第二個要塞。要塞的東、南、西三面都有環形山地層層屏障，北面是水流湍急的長江，江面狹窄彎曲。與富池口要塞相對，在長江北岸，便是軍事重地田家鎮。從地形上看，要固守富池口，必須堅守三面的山地，只要山的陣地不丟，要塞便能穩如磐石。
當日軍攻擊到富池口時，防禦要塞的中國守軍不可謂不充實：從前線退下來的張軫的第十三軍、張剛的第九十八軍、王仲廉的第八十五軍；關麟徵的第五十二軍、李仙洲的第九十二軍以及要塞守備軍霍揆彰的第五十四軍。多達六個軍的中國守軍由第三十一集團軍總司令湯恩伯統一指揮，面對的是日軍的一個師團加一個旅團。利用優勢兵力和有利地形，中國守軍與日軍血戰多日。特別是在瑞昌以西的仙女池附近，日軍第九師團遭到中國守軍的頑強抗擊，攻勢受制。但沿江西進的波田支隊在海軍艦炮的配合下，對富池口中國守軍核心陣地發動了一次又一次攻擊。核心陣地守軍是第五十四軍第十八師。最後時刻，當日軍從陸上和江上發射毒氣彈後，第十八師師長李芳郴向兵團總司令張發奎請求撤退，但遭到嚴詞拒絕。張發奎嚴令李師長再守三天，並告訴他第二兵團司令部就設在大冶縣城西南面的山上，已沿著公路派出了督戰隊，無論是誰擅自撤退，就地槍斃。第十八師苦守三日，除富池口東南山頭陣地依舊在手外，其他方向高地的數層防禦陣地均被日軍突破，整個要塞都已暴露在日軍的火力下。李師長再次請示兵團，言如無增援必須撤退，可張發奎的命令是：第十八師還要再守三天。二十三日夜，身為師長的李芳郴“坐一小劃子渡網湖，向陽新城方向逃走。師長逃遁，兵無主將，頓形慌亂”。
當晚，第十八師殘剩官兵破壞了要塞的主要設施後，拆除了網湖通向長江的浮橋，撤離要塞。
富池口要塞的陷落，令與之相對的江北軍事要地田家鎮頓陷危機。沿長江北岸進攻的日軍第六師團，在廣濟作戰後原的休整七天，補充了三千二百新兵，並得第三師團一部的加強以及海軍第十一戰隊的配合，當長江南岸的波田支隊和第九師團逼近富池口時，九月十五日，第六師團部隊開始向田家鎮方向攻擊前進。
田家鎮背靠丘陵，面向大江，地勢險要，是長江要塞中最堅固、最大的軍事堡壘，扼守著西去武漢的長江水路。八月六日，蔣介石親自打電報給要塞指揮官李延年，要求守軍要與田家鎮共存亡：
……查田、富要塞為大別山及贛北我主陣地之鎖鑰，及五、九戰區會戰之樞軸，亦武漢最後之屏障，其地位重要，勿待多言。而崇山對峙，江面狹窄，復有相當工事及備炮，徇我國最堅之要塞。查各該部乃國軍精銳，其各激發忠勇，以與要塞共存亡之決心，積極整備，長久固守，以利全局，以揚國威，並曉諭官兵共體茲意。
中國方面在田家鎮要塞附近布防了大量守軍：在田家鎮南、東、西面共有蕭之楚的第二十六軍、何知重的第八十六軍、李延年的第二軍以及鄭作民的第九師和張珙的第六師等部隊。直接防禦田家鎮核心陣地的，是施中誠的第五十七師、原要塞守備部隊楊宗鼎的第一七一旅以及砲兵十六團。第二軍軍長李延年為要塞總指揮。
九月十五日，日軍數十架戰機、二十餘艘戰艦向田家鎮要塞猛烈轟炸和轟擊，日軍海軍陸戰隊一部企圖在潘家灣、中廟、玻璃庵一帶登陸，被中國守軍擊退。日軍第六師團攻擊田家鎮的地面部隊，主要是重新編組的以步兵第十三聯隊、獨立山炮第二聯隊主力、輜重兵第六聯隊第二中隊等部隊為基幹的今村支隊。十五日晨，今村支隊在海軍的配合下攻占中國守軍第九師的鐵石墩警戒陣地。但之後遭到的抵抗之烈出乎預料，在中國守軍第二十六軍、第八十六軍和第二軍的聯合阻擊下，今村支隊的攻擊沒有絲毫進展。第二天，日軍海軍陸戰隊在飛機和艦炮的支援下，再次試圖在潘家灣、玻璃庵登陸，被施中誠的第五十七師擊退。下午，李延年決定縮小正面：第五十七師的主陣地改為前進陣地，主力移至周家、蒼谷垴、烏龜山、沙子垴、老鸛窠一線開設主陣地；要塞核心守備部隊和砲兵十六團歸第五十七師師長施中誠指揮，獨立砲兵六營協同第九師和第五十七師作戰。第五十七師按照李延年的命令，把防守田家鎮東南方向的一個團調回來做預備隊，只留下少量部隊牽制日軍。十七日凌晨二時，日軍海軍陸戰隊在艦炮的支援下再次登陸，中國少量留守部隊與日軍展開拉鋸戰，付出傷亡百餘人的代價。突圍之前，官兵們掘開了廣濟以東的長江江堤，長江水灌入武山湖和黃泥湖，日軍海軍陸戰隊被洪水圍困，行動受阻。
十七日，天降大雨。天上日軍戰機受到影響無法起飛，地上洪水一片致使日軍砲兵無法移動，今村支隊在中國守軍的頑強阻擊面前陷入糧彈兩缺的境地，但仍強行發動攻勢。拂曉，中國守軍第九師正面陣地被突破，守軍退守駱駝山一線陣地。十八日晨，今村支隊繼續進攻，駱駝山陣地又被突破，中國守軍第九師再退香山、竹影山和潘家山一線。下午，日軍攻擊香山，中國守軍一個連全部陣亡，陣地陷落。
此時，為了指揮作戰便利，田家鎮要塞北岸所有中國守軍被劃歸第五戰區，由戰區副司令長官李品仙負責指揮。
李品仙深知責任重大，也深知現有部隊幾乎都是殘缺不全的。為此，他給蔣介石發去一封電報，大有“醜話說在前頭”的含義：
竊查鄂東方部歸職指揮者共有十軍，現蕭之楚、何知重兩軍已令南下，協同李軍（李延年）作戰，王纘緒部內容複雜，指揮不靈，已失作戰效用，至曹福林軍，病員最多，劉汝明軍參戰之後，現在前方服務者均不過二千餘人，三十一軍一三八師已開麻埠，其餘兩師自經太湖及廣濟兩次會戰，損失甚大，現有兵力不過四千人，八十四軍原僅兩師，現每團僅得五六百人，以上各軍似應速調後方或加編並、或事補充，懇祈核奪。目前勉強應戰者，惟第七軍及四十八軍各兩師而已。依目下情況，敵以一部死守廣濟，我軍屢欲圍殲，尚未奏效；若敵增援改取攻勢，則更難應付。為求鞏固鄂東防務起見，擬懇迅派精銳趕速調防為禱。
蔣介石無力再抽調出“精銳”部隊增援田家鎮。接到李品仙電報的第二天，他致電中國第五戰區師長以上各級將領並田家鎮防區指揮官李延年，嚴厲警告了那些消極避戰、觀望不前、貪生怕死的將領：
溯抗戰以來，賴我全軍將士敵愾同仇，忠勇用命，萬眾一心，屢予敵以重大打擊，粉碎敵人“速戰速決，三月亡華”之企圖，提高國家民族國際上之榮譽，足證精神一致，克服萬難。當茲敵寇深入，攻我武漢，我軍第三期會戰展開之際，凡我官兵，更應如何破碗，協同殲敵，挽回局勢。乃近查有少數部隊，或對敵情偵察不明，或對友軍支援不力，跡近觀望，予敵各個擊破之好機，無異坐以待斃，影響全局，殊堪痛恨。須知唇亡齒寒，非團結不足禦敵，惟協同乃可致勝。特此令仰各該指揮官咸體斯旨，並嚴令所屬切實遵照，繼續努力，共同奮勉，為民族國家之生存，爭取最後勝利為要。如再有互相推諉、觀望不前，致失機宜，定予嚴懲。此令。
在蔣介石的嚴令下，中國守軍各部隊開始對日軍實施反擊。
長江北岸的今村支隊終陷求告無門的境地：“在支隊主力前面的敵主陣地有兩道鐵絲網，關鍵部位設有水泥碉堡，而且還有數道堅固陣地。從十八日晚，敵向支隊的側背攻擊非常活躍，十九日敵從蘄春方面又增加二千人，第十三聯隊第三大隊繼續苦戰。支隊長用後方部隊編成步槍部隊，擔任防禦。二十日，後側之敵又有增加，不斷傷亡，形勢危急。支隊長從主力部隊中抽出步兵中隊增援後方，並命令山炮中隊支援。由於激烈戰鬥，支隊的彈藥、醫療物品極感不足。前方的田家鎮要塞也有砲擊，支隊遭受三面圍攻，只東面湖沼地帶開放著。”
為救援陷入困境的今村支隊，師團長稻葉四郎派出第四十五聯隊第二大隊前往增援，但被中國守軍第一〇三師阻擊在四望山；又派出第二十三聯隊第二大隊率四個步兵中隊、兩個山炮中隊、一個工兵小隊和一個輜重兵小隊前往增援，又被中國軍隊第一二一師阻擊在鐵石墩。無奈之下，日軍航空兵第十二戰隊冒著惡劣的天氣強行起飛，飛到黃泥湖上空給今村支隊投放軍需物資。 ——“二十一日午後，劈開雲霧空投下來醫療藥品及一百發山砲彈，使支隊得到補充，愁眉稍展。”
二十二日，今村勝次派出一個大隊向鐵石墩方向突擊以接應增援部隊，同時以主力猛攻烏龜山、沙子垴陣地並釋放毒氣。烏龜山陣地的中國守軍兩個連苦戰後突圍，陣地被日軍佔領。增援的日軍第三十六旅團黃昏時分攻占四望山，兩個連的中國守軍全部陣亡。二十三日，日軍獨立工兵中隊的數艘裝滿彈藥和糧秣的鐵船，終於艱難地駛過了中國軍隊製造的洪水氾濫區，抵達今村支隊所在的黃泥湖畔。鐵船將補給卸下後，將六百八十名死傷人員運走。得到補給的今村支隊全力攻占鐵石墩，然後向中國守軍的側背實施攻擊，突破了第一二一師的陣地，襲擊了第一〇三師的指揮部，佔領張家灣。二十四日，田家鎮遭到日軍飛機和艦炮更為猛烈的轟擊。形勢危急之時，李延年從第九師抽調出一個團歸第一九八師指揮，加強了馬口湖北面的防禦；李品仙則命令第一七四師火速增援第二十六軍，以阻止日軍第三十六旅團的突進。
田家鎮戰局開始惡化。
日軍在數十架飛機的助戰下，由黃泥湖向中國守軍第九、第五十七師陣地發動持續攻擊。第九師師長鄭作民親臨前沿指揮作戰。日軍的轟炸給中國守軍造成了巨大威脅，中國官兵用機槍對空射擊，甚至迫擊砲也破例對空開砲，一架日軍戰機俯衝時，正好撞上一顆飛行中的迫擊砲彈，飛機凌空爆炸，中國守軍的陣地上歡聲雷動。第九師第二十七旅官兵在與日軍的白刃肉搏中，營長以下軍官傷亡六十多人，士兵傷亡多達近千人。 ——“五十三團重機槍一連少尉排長袁次榮，在彈藥用盡全排士兵嚴重傷亡的情況下，眼看他的陣地就要被敵人攻占了，他一個人把陣地上的手榴彈收集在一塊，接連向進攻的敵人投擲，敵死傷數十人。敵人發覺陣地上只有他一個人，就從四面八方蜂擁而上，袁排長毫無懼色，從容打開重機關槍的機匣蓋，把最後一顆手榴彈放進機匣，拉斷火索後，用雙手將槍身緊抱，轟的一聲，陣地上頓時血肉四濺……”二十六日拂曉，日軍火砲和艦炮向田家鎮要塞核心陣地連續砲擊三個多小時，而後日軍第三十六旅團和第十一旅團部隊向中國守軍陣地實施合擊。中國守軍第五十七師傷亡巨大，李延年一面派兵增援第五十七師，一面命令第二十六軍對日軍實施側擊以為冊應，但是第二十六軍因行動緩慢致使戰局無法轉變。
二十七日，日軍兩路夾擊部隊會合了。今村勝次集中起四千多兵力向中國守軍的主陣地發起攻勢。星家山陣地中國守軍團長負重傷，營長傷一人亡一人，官兵突圍而出的僅四十餘人。日軍繼而連續突破中國守軍第九師的胡家山、鴨掌廟陣地和第五十七師的烏龜山、下鄭一線陣地。同時，日軍海軍第十一戰隊在盤塘附近成功登陸，開始沿江岸向田家鎮要塞的象山砲台進攻。
田家鎮要塞已被日軍三麵包圍。
二十八日，日軍陸、海、空軍協同猛攻田家鎮核心陣地。海軍陸戰隊集中了上百門火砲，空軍出動戰機達八十餘架，田家鎮核心陣地落下兩千多發砲彈，中國守軍的所有工事都被摧毀。激戰延續到下午，要塞制高點玉屏山被日軍攻占。
二十八日晚李延年下達放棄田家鎮要塞的命令。
二十九日十一時三十分，田家鎮要塞陷落。
田家鎮要塞防禦作戰持續十五天，中國軍隊為此付出了巨大代價，但同時也給日軍極大的打擊。日軍第六師團九月三十日電報：“截止，戰死二百八十四名（內將校七），負傷八百六十名（內將校十五），合計一千一百五十名；預料還要增加。”
關於田家鎮要塞失守的原因，要塞守備司令楊宗鼎給軍事委員會的報告中寫道：
一、本區外圍守備軍（第九師、第五十七師）因傷亡過重，被敵強力壓迫，與核心守軍失去聯繫，敵得任意攻擊核心陣地。
二、工事未得全部完成。宗鼎於七月九日兼任田塞司令職，當時接收永久工事計二十個，野戰工事全未動工，當即區分工段嚴飭日夜趕築野戰工事，於八月下旬將對武穴方面主陣地各線完成並同時完成對江面之工事。九月初旬開始構築對北面及西北面山上之工事，其正面寬約七千公尺，全線均為岩石（永久工事僅有五個），施工困難又兼材料缺乏，迄劇戰時，工事仍未得完成。
三、地區的守備兵力不足。查本核心陣地對武穴方面右自上公大堤起，左至後壁山（不含）止，其正面寬約三千公尺；對江方面右自馮家山西端起，經盤塘沿大堤，左至上公附近止，其正面寬約六千公尺；對北及西北方面右自郭家衝東口起，經黃谷腦、立兒腦、陽城山、楊樹坪至馮家山西端止，其正面寬約九千公尺；共計四周正面寬約一萬八千公尺。如擇要配置，以每營擔任三千公尺正面計算，亦須六營守兵方敷分配，而當時核心尚不足三菅，曾一再請求增加迄未辦到，卒以守備力薄無人，一被突破遂致無法維持。
四、對江面封鎖無力。因備炮被敵機炸毀（因七五高射砲調走），輕榴彈砲、野炮調走，南岸失守，以至於敵艦上駛與其掃雷工作無力製止，敵可在其飛機砲火掩護下任意掃雷，隨地登陸。
其實，真正的原因楊宗鼎並沒有說出來。中國軍隊在田家鎮外圍作戰打得不錯，曾把日軍今村支隊困在湖沼中長達十天，完全有將其合圍殲滅的契機和可能。但是，一方面江對岸富池口的陷落給田家鎮防禦帶來極大的困難；另一方面依舊是令蔣介石十分惱怒卻又無力改變的中國軍隊的痼疾所致，即各部隊間從不協同和配合。
作為第五戰區副司令長官的李品仙對此也有難言之隱。廣濟戰事吃緊時，他曾急電請求第九戰區增援，但第九戰區司令長官陳誠始終以無兵可調為由拒絕。當李品仙得知田家鎮砲台僅剩下不足五十官兵時，只有直接給軍事委員會委員長侍從室發電求援。蔣介石得知後大驚，電令陳誠火速增援，陳誠依舊以無兵可援為由拒絕。戰後，李品仙在自請處分的電報中，雖然迴避了陳誠的名字，但把那些增援不力的將領順帶告了一狀：
查田家鎮要塞失守原因頗多。至李軍團長（李延年）原任防守專責，要塞陷落，在理亦應負相當責任，至其指揮督率亦欠適當，因部隊使用未能集中，指揮位置在王家灣要塞之外，對守兵心理不無影響。及前線部隊之潰退，要塞核心守備人員擅自退出，未能嚴為督飭，不無過失。至蕭軍長之楚、何軍長知重冊應要塞作戰行動遲緩，未能依照命令及時夾擊，亦有相當過失。至其他各官長之失職貽誤戎機者，已令李軍團長查明詳報矣。自職奉命指揮要塞及派遣各軍南下作戰，供職無狀，以至要塞失陷，影響戰局，尚乞從嚴處分為禱。
第二十六軍軍長蕭之楚得知自己被告後，特地致電蔣介石解釋他的部隊增援遲緩的原因，除了擔負的作戰任務重之外，還有天黑下大雨導致部隊行動困難以及通信器材匱乏導致聯絡不暢等等：“職跟隨鈞座十餘年，雖未建功立業，以報知遇，對於命令之服從，自信尚能做到，此次對田家鎮要塞冊應遲緩，實為事實與環境所促。”——為此，蕭軍長特地報告了他的第二十六軍在廣濟作戰中的損失：傷亡和失踪官兵五千七百一十二人，目前他的一個軍僅剩下四千九百五十五人。即便如此，蕭軍長仍向蔣介石表態說，自己當“抱定不成功便成仁之決心，率殘疲之卒，向賦予之任務邁進”。
所有的總結、埋怨、解釋和表態，於事何補？
長江上最堅固的沿江堡壘，屏障武漢的最後一道水上要塞，已經落入日軍之手。
日軍第六師團因攻占田家鎮損失慘重，不得不再次進入休整狀態，這使得日軍沿長江西進的攻勢因而暫緩下來。
長江北岸再向北，是大別山脈。
綿亙鄂豫皖邊界的大別山，山峰險峻，北麓是一片丘陵，從安徽六安延伸出的一條公路穿越這片丘陵，經河南固始、潢川、羅山，直通河南境內平漢路上的重要城市信陽。一九三八年六月，日軍發動攻取武漢的作戰時，中國第五戰區司令長官李宗仁判斷，日軍從北面的平漢路進攻武漢的可能性很小，其主攻路線應是溯長江而上，因此第五戰區兵力部署的重點是長江北岸。八月二十五日，日軍第二軍沿著大別山北麓的公路向西進攻，第五戰區代理司令長官白崇禧仍舊判斷大別山北麓是日軍進攻武漢的次要方向。
綜合近幾日情報：敵軍在桃溪鎮、舒城等處增兵約萬人，並有小部分向六霍（六安至霍山）進迫，搶修六霍公路，召集偽維持會，研究進攻六霍道路。宿黃（宿鬆與黃梅）敵之步兵、騎兵、戰車、汽車不斷由南向太湖運動。以此種種，表面上似係對我左翼有所企圖，然敵進窺武漢，以沿長江兩岸為最捷徑，不但南北兩岸兵力轉用容易，且利用優越之海空軍，協同陸軍沿江突進易收戰果。故職截至今日止，對敵情判斷仍然同前。即敵主力側重南岸，遮斷粵漢路，戰略上利益較大。至北岸主力仍在黃廣（黃梅與廣濟）方面，南點容易冊應，黃廣公路可用大兵，六安商城迂迴過遠，霍山則地險糧缺，六霍方面不過支作戰而已。
根據這一判斷，中國第五戰區在大別山北麓的部署是：霍山方面為馮治安的第七十七軍，六安方面為於學忠的第五十一軍，固始、商城方面為宋希濂的第七十一軍，信陽方面為張自忠的第二十七軍團；孫連仲的第二集團軍所轄之第三十軍和第四十二軍，控制在豫鄂交界處的商城與麻城之間。
顯然，在這個方向上擔任進攻任務的日軍第二軍，至少從兩個方面已判斷出中國軍隊對這一方向的忽視：一是“大別山北麓方面之敵陸續向揚子江方面轉移。據觀察，北麓方面之敵的兵力有繼續顯著減少之現象”。二是“六安和霍山以東的各條道路雖被敵破壞，但該地以西的道路至今未被破壞”。因此，日軍“第二軍根據以上情況，為了不給敵人破壞六安及霍山以西道路的機會，乃變更原計劃，急速（八月下旬）開始行動，從現在線上（廬州地區）一舉進入光州——商城一線，而後準備向信陽方面及漢口以北地區作戰”。
七月下旬，日軍第二軍所轄部隊開始向廬州地區集結：第十師團從河南永城南下，在蚌埠附近渡過淮河，“經過難走的道路”集結廬州；第十六師團從開封經隴海線東移，再由津浦線南下，渡過淮河，集結廬州；第三師團從南京長江對岸的浦口北上，集結廬州。而砲兵、輜重兵則被從青島水運至安慶，然後“陸地行軍開向廬州地區”。八月二十日，第二軍下達基幹部隊組成概要以及指揮官名單：軍司令官東久邇宮稔彥王中將，下轄藤田進中將的第三師團、筱塚義男中將的第十師團、荻洲立兵中將的第十三師團、藤江惠輔中將的第十六師團、內山英太郎少將的野戰重砲兵第五旅團，以及包括獨立山炮、高射砲、探照燈、工兵、通信、運輸和野戰醫院等在內的直屬部隊。
日軍華中派遣軍的命令是：第二軍主力沿大別山北麓攻占河南信陽，然後沿平漢路南下進攻武漢；另外一部橫越大別山南下向長江邊靠近，冊應於長江北岸作戰的第十一軍。根據命令，第二軍制訂的作戰方案是：以第十師團和第三師團沿安徽六安至河南信陽的公路向西佔領信陽，然後沿平漢路南下攻占武漢北部；第十三和第十六師團從六安出發，向西攻占河南商城一線，然後橫越大別山，向南攻取湖北麻城、黃陂，協同第十一軍的第六師團攻占漢口。
二十七日，第二軍開始了作戰行動。
在這一中國方面認為的“支作戰”方向，日軍攻擊強度之烈、推進速度之快，大大出乎了中國方面的預料。
日軍兵分兩路從廬州地區出動，第十師團向六安、第十三師團向霍山發動了攻勢。二十七日晚，第十師團擊退中國守軍第五十七軍的警戒部隊，包圍六安城。第二天凌晨，日軍開始攻城，中國守軍第一一四師的兩個團奮力抵抗終不支，六安於二十八日晚失守。在霍山方向，日軍第十三師團擊退中國守軍第七軍的警戒部隊後，陷於與中國守軍第三十七師的拉鋸戰中。二十九日，第十師團繼續向西推進。為協助第十三師團盡快攻占霍山，日軍第一飛行團出動了五十一架戰機對中國守軍陣地實施毀滅性轟炸。師團長荻洲立兵把師團所有的山炮集中起來猛烈轟擊，中國守軍第三十七師的陣地被摧毀，官兵大部傷亡，當晚霍山失守。三十日，日軍第十師團攻占了獨山鎮和楊柳店。
第三兵團總司令孫連仲連夜抵達商城，中國軍隊作出的反擊部署是：第七十七軍佔領黑石渡至齊頭山陣地；第五十一軍佔領齊頭山至開順街陣地；第七十一軍以一個師佔領富金山、下板橋一線陣地，主力集結在武廟集、段家集以北地區，並與第五十九軍取得聯絡；第五十九軍派一個師守衛固始城，主力集結在固始西面的潢川；第二集團軍一部守商城，主力在小界嶺和麻城之間為預備隊。
九月一日，日軍第十師團先頭部隊攻占烏龍廟。第十三師團由霍山嚮北與第十師團協同攻占了熊店。二日，第十師團攻占黎家集，第十三師團則攻占了開順街。至此，節節後退的中國守軍，隔著縱貫豫皖邊界的史河，與從廬州一路西進的日軍形成對峙。
日軍攻勢放緩的重要原因，是其官兵已被中國的烈日烤得精神恍惚：“八月二十九日至九月一日之間，因連續晴天，晝夜溫差達攝氏四十度以上，天氣酷熱。由於各條道路被徹底破壞，後方補給部隊尾隨困難，因而加重了戰士背帶糧食的負擔。更因缺水發生大量掉隊現象，又發現很多士兵中暑。道路情況比預料的還壞，特別是六安附近的道路完全被破壞，車輛部隊追趕第一線極為困難。因此，第十師團特別將必需的部隊改編組成馱馬，以利作戰。”
三日，日軍第十、第十三師團先後強渡史河，第十師團佔領了中國守軍第六十一師的警戒陣地南大橋，第十三師團則在砲兵、裝甲兵和航空兵的配合下，向史河西岸中國守軍第七十一軍防守的富金山主陣地發動強攻。中國陸軍第七十一軍，軍長宋希濂，是中央軍序列中的精銳部隊；而荻洲立兵的第十三師團，也是日本陸軍中的精銳部隊，兩支部隊在富金山撞在一起，隨即爆發了激烈的攻防戰。第七十一軍首當其衝的是陳瑞河的第三十六師。第三十六師的陣地沿山地的幾條棱線呈梯形逐次配置，日軍必須沿著山的棱線向上仰攻，這令他們每進攻一步都要付出代價。宋希濂的軍指揮部設在山頂上，能把日軍的進攻看得清清楚楚——“我們沒有砲兵，如果有一個砲兵團，或至少有一個砲兵營，就可以給予敵人毀滅性打擊。”第十三師團的仰攻很快就陷入困境，整整十天，未能突破第三十六師位於山腰一帶的主陣地。而且，本來就脆弱的後方也出了問題：中國軍隊第一一四師襲擊了第十三師團的後方補給線，並一度佔領了第十三師團身後的八里灘。
日軍第十師團的進攻方向是固始。固始守軍是鍾鬆的第六十一師。面對日軍的強勢進攻，第六十一師的外圍戰打了四天，全師傷亡三千多人，等於損失了一個團，但多次擊退日軍的進攻。第二十七軍團奉命接替第六十一師，其先頭部隊剛抵達固始西面的小河橋，第六十一師已經放棄固始西撤了。 ——這一撤退，讓第六十一師的官兵很不理解：“當天晚上，大家都很疲勞，想要好好睡一夜，以便明天再打。按以往常規，日軍在夜間一般是不敢出動的，我們完全可以抓緊時間吃飽睡好。可是萬萬沒想到，師長卻來了緊急命令，規定各單位於當晚三點鐘全部撤離陣地，以團為單位，火速沿平漢鐵路向湖北方向撤退，在孝感縣花園車站集中。命令還要求所屬各部嚴格執行，違者嚴懲，其他什麼也沒講，我們只好照命令執行。”
第六十一師對固始的放棄令人困惑。
無法得知第六十一師到底接到了什麼樣的命令，不撤便罷，一撤就撤到幾百公里之外的湖北去了。
固始城當晚被日軍第十師團佔領。
但日軍第十三師團對富金山的攻擊依舊沒有進展。鑑於第十三師團攻擊受挫且官兵傷亡慘重，第二軍司令部決定從第十師團抽調部隊向南攻擊富金山西面的武廟集，以切斷富金山中國守軍與後方的聯絡。第十師團第三十三旅團旅團長瀨谷啟率領一個步兵聯隊，七日從固始南下，部隊剛出發就被宋希濂派出的側翼偵察部隊第八十八師五二三團一營發現了。一營營長梁筠決定採取伏擊的辦法，在瀨谷啟必經的坳口塘隘口設下埋伏，結果一舉殲滅了五百多日軍，瀨谷啟倉皇逃回了固始。
此時，奉命接防的第二十七軍團仍在固始附近的小河橋與日軍第十師團激戰。為了爭取主動，軍團長張自忠指揮部隊不斷對當面日軍實施反擊。而日軍第十三師團對富金山的攻擊也仍在進行中，日軍曾一度從中國守軍第三十六師與第一一四師的接合部突入，結果第一一四師的一個團奉命反擊，將突入的日軍擊退，但團長李超林陣亡。兩軍混戰之時，日軍第十六師團抵達戰場，日軍工兵也把後方道路修好了，免去後顧之憂的第十三師團集中全力向宋希濂的第七十一軍陣地發動猛攻。從九月十一日凌晨起，在二十餘架戰機和二十餘門火砲的助戰下，日軍從富金山與石門口接合部再次突入。激戰至下午，除富金山最高峰外，中國守軍的主陣地全被日軍攻占，陳瑞河的第三十六師全師僅剩下不足八百人，富金山失守。
富金山作戰雖然最終失利，但得到了蔣介石的高度評價：
富金山之役，自江日（三日）起敵以第十三師團荻洲全部與第十一師團，極全力向我宋希濂陣地猛攻，並以空軍及化學部隊協同肆虐，激烈戰鬥，持續九、十日之久，我三十六師自師長陳瑞河以次官兵夫，咸抱與富金山陣地共存亡之決心，堅守陣地，肉搏逆襲，支撐危局，始終保持富金山八百高地之陣地線，一再堅強抵抗，屢予敵以反擊，士氣極旺，迭挫頑敵。至元（十三日）午後，敵再舉進攻，以飛機數隊，往復轟炸，我預備隊使用殆盡，營長及守兵八十餘人同時殉難，富金山遂陷敵手。但八百高地屹然仍在我手，並未被敵奪取。該師傷亡極重，所存寥寥。在所獲敵軍官日記載，為其部隊入中國以來首次遭遇最堅強之抵抗，並稱為最優秀之敵云云。而敵之損失各方報告：四聯隊長傷二、亡二，旅團長沼田德重負傷，生死莫卜，幹部、將、校、士兵傷亡達六千以上，即敵之廣播，亦自知無以掩人耳目，直認為開戰以來空前未有之激戰，又部隊長之死傷未盡諱言。是則宋軍陳師之壯績，已獲到超出之代價，尤其精神上足使敵確認我愈戰愈強，抗戰精神，歷久彌增，令其氣短。第十三師團在此嚴重打擊下，戰鬥力銳減，實可想見。據確報：敵此次進攻為漢奸所策劃，今受此奇重損失，老羞成怒，歸咎漢奸，在開順街將大小漢奸百餘名，付之一屠。為虎作張，堪資殷鑑。查陳師此次抗戰之壯烈，予敵巨創，全在官兵一體，同抱犧牲決心，誓灑熱血於最後五分鐘，殲敵之精神有以致之，殊足矜式。近兩月來，我五、九兩戰區作戰部隊皆能發揮此種英勇精神，殺敵致果，誠為國軍士氣提高之表徵。希常保持此朝氣，各奮英勇，期於大武漢保衛戰中，予敵以徹底的打擊，證以陳師之事實，足見決心一足，敵即創傷隨之。嗣後各戰區之作戰，特須注意攻防兼施，適合機動部署，要擊敵人，並曉諭所屬共體斯意為要。
富金山失守後，九月十六日，日軍佔領商城。十八日，剛剛加入作戰的日軍第十六師團在沙窩地區與中國守軍發生激烈的攻防戰，同日第十三師團在新店地區也與中國守軍進行著苦戰。二十日，日軍第十三、第十六師團分別向中國守軍發動全面攻勢，中國守軍第三兵團總司令孫連仲命令第第四十二軍利用大別山的險峻地形和幽深密林不斷出擊，與日軍周旋作戰。在北面的日軍第十師團的攻擊方向上，十九日，日軍佔領潢川；二十日，日軍第十三、第十六師團分別向中國守軍發動全面攻勢，中國守軍第三兵團總司令孫連仲命令第三十、第四十二軍利用大別山的險峻地形和幽深密林不斷出擊，與日軍周旋作戰。在北面的日軍第十師團的攻擊方向上，十九日，日軍佔領瀟川；二十日占領光山；二十一日，日軍突破胡宗南的第十七軍團防線，佔領羅山。 ——羅山，與平漢路上的信陽咫尺之距。
日軍夾長江兩岸向西攻擊擬直取武漢。
在長江以北，日軍從安徽和河南分路向西，將從東面、北面對武漢形成包圍之勢。
而在長江以南，由江西北部向西突擊的一路日軍，以三個師團的眾多兵力於狹窄的戰場地域裡也開始全力攻擊前進，目的是橫穿江西北部進入湖北，對武漢的南部實施戰略包抄。
根據中國第九戰區的部署，在這一地區禦敵的中國軍隊是第一兵團，兵團總司令薛岳。
薛岳，廣東樂昌人，出身於農家，又名仰岳，字伯陵。他十歲入黃埔陸軍小學，十三歲入中國同盟會，十八歲追隨孫中山參加反袁護國鬥爭，後入保定陸軍軍官學校第六期深造。一九二〇年五月，與葉挺、張發奎分任孫中山總統府警衛團的第一、第二、第三營營長，曾在叛軍發動的叛亂中冒死護衛孫中山和宋慶齡。在孫中山領導的東征戰役中，他率部打仗常常以少勝多，三十歲時已是北伐第一軍第一師師長。他不是黃埔出身，因此不是蔣介石的嫡系。一九二七年蔣介石“清黨”時，薛岳被列入“具有左傾跡象”的名單，他只有裝病躲避。中原大戰時，他身處反蔣陣營，但之後蔣介石起用他為第五軍軍長、第六路軍總指揮，參加對江西共產黨中央根據地的“圍剿”。中央紅軍開始長征後，他是尾隨中央紅軍追擊時間最長距離最遠的國民黨軍將領。抗戰爆發後，他率部參加淞滬會戰，是左翼軍中央作戰區的軍事總指揮，指揮第十九集團軍給日軍以重創。徐州會戰時，他調任第一戰區第一兵團總司令，駐紮河南開封，在蘭封戰役中與日軍拼死血戰，遏止了日軍西進切斷平漢路之企圖。武漢會戰開始後，他改任中國第九戰區第一兵團總司令，負責指揮江西北部南潯路沿線和鄱陽湖沿岸的防禦作戰。
在當時中國軍隊的諸多將領中，薛岳以作戰風格凶狠著稱。
日軍第十一軍的進攻分為三路：第一〇一師團在鄱陽湖以西，沿九江至星子的公路進攻；第一〇六師團沿南潯路，進攻位於九江西南方向的德安；第二十七師團則沿瑞昌至武寧的公路，直接插向武漢南部。
日本陸軍序列中有一些部隊被稱為“特設師團”，即除主要指揮軍官外其他官兵均為後備役人員的部隊。由於屬於臨時組建的師團，因此“特設師團”的戰鬥力比“常設師團”要弱。在侵華日軍第十一軍的序列中，第一〇一、第一〇六師團都是“特設師團”，以致司令官岡村寧次對第一〇一師團的現狀很不滿意：“東京附近出身的第一〇一師團，雖然不是草草新編的，但在前年夏季以來的上海激戰中，竟犧牲了一萬多人，大部分戰鬥員是雜有應召老兵的補充兵。”而日軍第一〇六師團的戰鬥力相比第一〇一師團更差。
第十一軍部隊在酷暑中進入了中國長江中游河湖港汊縱橫的水網地帶，在這裡他們遇到了強悍的薛岳指揮的士氣旺盛的中國軍隊，其噩夢般的經歷自此開始了。
八月二十一日，日軍第一〇一師團佔領鄱陽湖西岸的星子後，在二十餘門野炮以及飛機和艦炮的支援下，向中國守軍第五十二師的東孤嶺、鼓子寨一線主陣地發起攻擊。二十四日，日軍另一部乘坐汽艇從牛屎墩登陸，企圖襲擊第五十二師的側背，結果遭到第五十二師師長冷欣親自率隊反擊，日軍少佐石田道一等二百多名官兵被打死。二十六日，冷欣的第五十二師因傷亡太大，將陣地移交給第六十六軍葉肇的第一六〇師。鑑於前一天進攻受挫，第一〇一師團在攻擊中增加了一個步兵聯隊和一個砲兵聯隊，但中國守軍第六十六、第二十五軍等部隊頑強阻擊，令日軍的進攻十分艱難。兩軍激戰十幾天后，第一〇一師團僅僅攻占了中國守軍的前沿陣地，但自身卻損失慘重，聯隊長飯塚國五郎大佐被擊斃，師團長伊東政喜中將也被砲彈炸傷，岡村寧次只得向該師團下達了停止進攻的命令。
日軍第二十七師團雖算不上弱旅，但也是一個月前才由中國駐屯軍的一個步兵旅團擴編而成。被編入第十一軍的作戰序列後，第二十七師團於九月十日被航運到瑞昌，十六日便接到了岡村寧次的命令：向中國第九戰區第一、第二兵團的接合部箬溪發動進攻，向西奪取武寧，割斷修水北岸上下游中國守軍的聯繫，並逐漸向武漢南部迂迴。在第三飛行團的支援下，第二十七師團從瑞昌出發，沿公路兩側向中國守軍新編第十三師、第十八軍的陣地攻擊前進。中國守軍的抗擊十分頑強，以至於第二十七師團苦戰八天，僅僅推進了二十公里。糟糕的戰績令岡村寧次十分惱怒。為加強第二十七師團的攻擊力量，岡村寧次把第一〇一師團留守在九江的第一〇二旅團配屬給第二十七師團，準備強行突破中國守軍的阻擊線。為了遏制日軍的攻勢，薛岳在這一方向部署了大量部隊。中國守軍兼備攻擊性能的防禦陣型，顯示出典型的薛岳式的作戰風格。第七十二軍、第七十八軍、第十八軍、第八軍、第一三九師、第一四一師、第一四二師、第九十一師和預備第六師等部隊，除阻擊沿公路進攻的日軍第二十七師團主力外，各部隊還將從各自防守的方向主動向日軍實施大規模攻擊。
二十五日，日軍第二十七師團得到加強後，向中國守軍的麒麟峰、覆盆山、馬鞍山主陣地猛攻，中國守軍一面堅決阻擊，一面發動反擊。日軍傷亡慘重，僅在麒麟峰陣地前就留下了三百多具屍體。岡村寧次配屬第二十七師團的第一〇二旅團在左翼的進攻也不順利，中國守軍第九十一師和第一四二師甚至打到了日軍的身後，而實施正面反擊的陳沛第六十師更是兇猛異常，日軍第一〇二旅團第一〇三聯隊聯隊長谷川幸造大佐被擊斃。 ——仗打到十月一日，岡村寧次終於明白了，第二十七師團的攻擊難以推進，被迫改變了作戰計劃。
二十七日，日軍第一〇六師團得到補充後，奉命沿南潯路再次開始進攻，在雪裡坡、十里山、長嶺等陣地，遭到中國軍隊第七十軍、第六十四軍和第四軍的持續阻擊。由於鄰近的日軍第九師團也開始向前推進了，薛岳命令中國守軍主動後撤。九月四日，日軍第一〇六師團佔領了馬回嶺，但隨即便遭到中國軍隊的不斷反擊。
焦灼的岡村寧次突然發現了一個戰機：由於薛岳把主力部隊移動到了阻擊日軍第二十七師團方向，以致在南潯路（南昌至九江）與瑞武路（瑞昌至武寧）之間出現了一個空隙。正在第一〇六師團不知如何是好的時刻，岡村寧次立即命令該師團西進，從這一空隙向縱深滲入，以配合第二十七師團作戰，打開戰場的僵持局面，同時也為進攻德安創造條