駐紮中國齊齊哈爾不到兩個月的日軍第五師團，官兵剛剛換上厚厚的冬季軍裝，就接到了向南開拔的命令。
日軍第五師團不但是中日甲午戰爭中的主力，還是一九〇〇年庚子事變時入侵北京的日本兵團之一。自一九一二年起，該師團就駐紮在中國東北地區，一直是關東軍的主力部隊。中國全面抗戰爆發後，第五師團在板垣徵四郎的指揮下，先後參加南口會戰、太原會戰和徐州會戰。一九三八年，板垣徵四郎調任日本陸軍大臣，該師團在安藤利吉中將的指揮下南下廣東，從大亞灣登陸佔領虎門要塞。安藤利吉升任第二十一軍司令官後，接替師團長職位的是日本陸軍省兵務局局長今村均中將。一九三九年九月五日，第五師團調駐中國齊齊哈爾地區，為日軍大本營直轄部隊。
第五師團為日本陸軍常設師團編制。此時的作戰序列是：師團司令部；步兵第九旅團，轄步兵第十一、第四十一聯隊，旅團長及川源七少將；步兵第二十一旅團，轄步兵第二十一、第四十二聯隊，旅團長中村正雄少將；騎兵第五聯隊；野戰砲兵第五聯隊；輜重兵第五聯隊以及通信隊、衛生隊和第一、第二、第三、第四野戰醫院。師團齊裝滿員時總兵力約為兩萬八千人。
九月中旬，第五師團開始向渤海灣移動。至十一月初，師團各部隊在大連和旅順港同時登船。滿載著第五師團的艦隊向東行駛——那是日本本土的方向，官兵們激動不已，猜想著很可能要回國休整了，有人在甲板上徹夜不眠：
載運第五師團的運輸船，自十月二十七日至十一月三日之間連續從大連、旅順港起航，駛進了官兵們做夢都在懷念的瀨戶內海，在宇品港投錨。但是，嚴禁官兵上甲板，只可從船艙的小圓窗眺望廣島市的霓虹燈。
艦船在日本本土港口裝上高射砲等重型裝備後，再次起航，方向正南。龐大的艦隊很快駛入漆黑的海浪中，茫然無措的第五師團官兵沒人知道他們要到哪裡去。
此時，整個中國正沉浸在“長沙大捷”的喜悅中。
蔣介石在南嶽召集了第二次中國軍隊高級將領會議，會議的重要議題是：中國軍隊反攻的時刻到了。
首先，蔣介石認為二戰爆發後，日美關係發生了微妙變化，預計在今後三個月內，遠東局勢也將隨之發生重大轉變。最近的兩件事頗具說服力。一是十月九日，美國駐日大使格魯在東京日美協會宴會上，對日本軍閥進行了前所未有的斥責，說美國民眾對日軍在中國的野蠻暴行以及日軍對美國僑民的排斥普遍感到強烈憤慨，並說美國人深知日本軍閥聲言“建立東亞新秩序”的“詭謀”所在。格魯警告日本朝野，如不改變侵略政策，美日關係必將“有不可收拾之一日”。二是不久前日本人組織上海偽警察越界侵入租界區，美國國務卿赫爾當即表示，美國堅決反對“日本企圖改變上海租界現狀”，同時宣稱“美國在上海及遠東的駐軍決不撤退”。蔣介石認為：“這實在是國際外交形勢的好轉，關係於我抗戰前途最大的一件事，也就是我國兩年又三月的抗戰，尤其是去年此時武漢撤退迄今我全國軍民犧牲奮鬥所得的結果。”
……與遠東利害關係最切而實力最大的美俄兩國，對中日戰爭的政策趨向，既有明確之表示，其他英法兩國，此後亦必能堅定其一貫的立場，共謀壓制侵略暴力，亦為必然的趨勢。所以國際外交形勢，實在是一天一天明顯進步，足以助成我抗戰的勝利，而策進東亞之安全與和平……我們要求得國家獨立與民族解放，一切要求之於本身。如果我們本身健全充實，一切黨務政治經濟等都能及時進步，使前方抗戰能歷久彌堅，著著勝利，則外交情勢好轉，固然有利於我，即令不然，我們亦能獨立抗戰，自立圖強。反之，如果我們自身不健全，抗戰無進步，無論國家外交會不會好轉，即令好轉，我們也不能獲得如何大的利益……
蔣介石認為，剛剛結束的湘北作戰充分暴露出日軍衰敗的趨勢，而中國軍隊的奮勇抵抗，不但令國人信心更堅，還令國際觀感“煥然一新”。敵我軍民士氣的彼消我長，國際力量對日的明確反對，將促成中國軍隊轉入抗戰的反攻階段：
敵我兩方軍民士氣與心理之消長情形如此，實為我抗戰勝利最大關鍵。我全國軍民，實在越戰越強，而敵人越戰越弱。各位高級將領對於敵我兩軍這種戰鬥心理與戰鬥力量之轉變，要時刻注意研究，喚起部屬的注意。我們對本身力量的日加強固，如果沒有察覺，還不要緊，但敵人厭戰心理與敵軍所表露出來的最大弱點，我們一定要研究明白，多方設法來打擊他，以保持我們已得的勝利。更進一步說，僅消極地保持戰果還不夠，我們一定還要積極前進，發揚戰果；否則，我們如不前進，敵人就要前進……我們的戰略，應該是見到敵人的破綻，見到敵人厭戰不敢前進的時候，我們就立刻採取攻勢，決然攻擊前進。所以我們今後的戰略運用和官兵心理，一定要徹底轉變過來，要開始反守為攻，轉靜為動，積極採取攻勢。固然我們現在的武器與裝備，還不能從事於徹底的大規模的攻擊戰，但是我們一定要不斷研究出避實擊虛、乘間蹈隙的方法，使各地敵人都受到我們的打擊，不能不失敗退卻，如此次湘北戰勝之例……要知道，我第二期作戰的要旨所在，不是要在裝備上武器上與敵人決勝負，而重在戰略上與精神上來與我們的敵人決生死！
蔣介石擬借助長沙會戰後中國軍民的高昂情緒，在全國各個戰區發動一次主動出擊的冬季攻勢。
無論二戰爆發後的國際形勢是否已對中國抗戰產生了積極影響，無論在中國戰場上敵我雙方的軍事力量是否發生了決定性改變，也無論侵華日軍的士氣是否到了蔣介石所說的“厭戰不敢前進”的地步，至少自抗戰全面爆發以來，中國軍隊從沒有大規模的主動出擊過。因此，中國軍隊的十二個戰區一起發動冬季攻勢，至少看上去具備了將侵華日軍一舉徹底打垮的陣勢。
一九三九年十一月十九日，蔣介石下達指示各戰區任務手令：
一、第一戰區，攻擊開封、博愛，牽制敵人。
二、第二戰區，應首先切實截斷正太、同蒲兩鐵路之交通，並肅清晉南三角地帶之敵。
三、第三戰區應以主力約十一個師，截斷長江交通，分由湖口、馬當、東流、大通、銅陵、荻港間，伺隙進攻，一舉突進江岸，佔領堅固陣地，並以輕重砲兵火力及敷設水雷，封鎖長江。
四、第四戰區，應以一部相機攻略湖、汕，主力掃蕩廣九路及南寧之敵。
五、第五戰區，掃蕩平漢線南段信陽、武漢之敵，進取漢口，並向漢宜公路之敵攻擊，截斷襄花、漢宜公路之交通。
六、第八戰區，應以一部協同第二戰區作戰，主力攻擊歸綏附近之敵。
七、第九戰區，應向粵漢北段正面之敵攻擊，重點指向蒲圻、咸寧一帶，並向武昌挺進，同時攻擊南昌及南潯鐵路，進襲瑞昌、九江之敵。
八、第十戰區，仍任原河防，並依晉南三角地帶攻擊之進展，準備以一部渡河擴張戰果。
九、蘇魯戰區，應以廣正面由東西兩面向泰安、臨城間及銅山、酴縣間攻擊，以冊應沿江方面之作戰。
十、晉察戰區，應以主力切斷保定、邢台間及石家莊附近敵之交通，一部切斷滄縣、德縣附近敵之交通，以冊應山西方面之作戰。
此外，並規定各戰區攻勢開始日期，除第五、第九兩戰區攻勢日期，限於十一月二十六日以前實施外，其餘助攻方面，限於十一月底、主攻方面限於十二月上旬，分別實施。
這份手令如果落在日本人手裡，不知道他們該是如何的驚愕。中國軍隊真能在如此廣闊的區域發動如此規模的反擊作戰？如果尚不具備如此的軍事能力，蔣介石的自信又是從何而來的？ ——只是，無論如何，日本人必定會十分沮喪，因為如果中國方面實施大規模反攻，不僅以侵華日軍現有的布防難以應對，且經過兩年多的艱苦作戰，非但沒有在軍事上把中國軍隊打垮，中國軍隊居然還主動反攻了。
日軍第五師團已經駛過台灣海峽，在風浪的顛簸中繼續向南。
艦船上的官兵脫下棉衣換上單衣，心情隨著氣溫的升高逐漸燥熱起來。
中國方面發動的冬季攻勢開始了。
各戰區根據軍事委員會的命令，相繼開始向當面日軍進行反攻作戰。但是，除了第一、第八戰區的作戰讓蔣介石基本滿意外，其餘戰區無一例外都受到了蔣介石的斥責。
衛立煌的第一戰區，在豫東和豫北兩個方向發起進攻。在豫東，第三集團軍切斷開封至蘭封間的公路和鐵路，賀粹之的第八十一師同時向開封和蘭封實施攻擊，並一度突入開封城內，燒毀日軍第三十五師團的一個指揮部和一座軍用倉庫。騎兵第二軍襲擊商丘，點燃了日軍機場內的汽油庫，前來增援的日軍騎兵第四旅團半路遭到中國軍隊的伏擊。在豫北，新編第五軍、第四十七軍和第九軍等部隊破壞了與平漢鐵路相通的公路，裴昌會的第四十七師一度攻進泌陽城，殲滅日軍第三十五師團一部。蔣介石對第一戰區的作戰評價是：“第一戰區奉命惟謹，勇往奮進，卒得攻入開封省城，且能繼續掃蕩其附近之敵，焚毀敵軍多數倉庫物資，其後又復繼續渡河襲擊中牟等城屢次，此種不折不撓之勇氣，殊堪特嘉。”
第五戰區各部隊向日軍進行了範圍廣泛的出擊：第二集團軍第六十八軍以及李仙洲的第九十二軍，在鄂豫邊區游擊總隊的配合下，於平漢路南段的信陽附近頻襲日軍第三師團部隊；第三十一集團軍第十三軍和第八十五軍向鄂東北的廣水方向發起攻擊，大有威脅武漢之勢；在鄂北襄花公路方向，第二十二集團軍的第四十一、第四十五和劉和鼎的第三十九軍，在當地游擊部隊的配合下，向位於隨縣和應山的日軍第十三師團發動攻擊。規模最大的反擊在第三十三集團軍和第二十九集團軍方向，兵力多達十五個師以上的中國軍隊分別向鍾祥、京山、皂市的日軍發起攻擊，日軍第十三師團部隊在這一地區呈一線分散配置，結果被中國軍隊分割成一個個孤立的據點，但日軍忍受糧彈兩缺之苦頑強抵抗了一個多月，致使中國軍隊最終沒能攻破日軍的任何一個據點。蔣介石無法確信第五戰區的戰果報告，認為該戰區並沒有完成反攻任務：“第五戰區襄河東岸之戰，各軍或進或退，勝敗之數前後異詞，其所得戰果雖比其他各戰區為優勝，但亦詳查當時敵我之兵力與態勢以及戰後我方死傷與俘獲之確數，而各軍之進退、前後、勇怯、強弱、功過等情，更不可不一一詳報，以功罪之大小而定賞罰之輕重。然此次該戰區發動全力而未能克復鍾祥與信陽之任何一據點，實未達到其任務。”
剛剛結束長沙會戰的第九戰區，以第十五集團軍的五個師向湘北岳陽發起攻擊；第二十七集團軍六個師的攻擊方向則在鄂南的通山、蒲圻。中國軍隊將日軍第六師團若干個獨立據點包圍，並與增援而來的日軍第四十師團一部展開激戰。第三十集團軍的四個師在贛北的武寧、奉新方向，向日軍第三十三師團發動攻擊；第十九集團軍的五個師向南昌附近與日軍第三十四師團部隊作戰。其中王陵基的第七十二軍在戰鬥中擊斃日軍第三十三師團第二一四聯隊少將聯隊長佐藤謙。第九戰區動作很大，戰果不大，特別是動用九個師的兵力圍攻鄂南與湘北交界處的大沙坪據點時，部隊傷亡很大卻沒有打下來，令蔣介石十分惱火：“第九戰區以九師之眾前後圍攻大沙坪者，幾逾一月，我軍傷亡不可謂不大，敵方播音且稱為空前之持續戰鬥。但師久無功，並未收到任何戰果。究為何因？此九師之中進退、前後、勇怯、強弱，與其優劣、功過，更應有意明確之審查，切實之檢討。”
閻錫山的第二戰區、蔣鼎文的第十戰區、冀察戰區和魯甦戰區，都沒有大的作戰。
蔣介石認為顧祝同的第三戰區表現最差。中國第三戰區處在交戰雙方軍隊密集對峙地區，無論哪一方稍有動作，都會即刻演變為一場混戰。第三戰區一開始策劃的反擊攻勢規模可觀：在長江沿岸集結第十八、第二十五、第八十六、第二十一、第五十八軍，共五個軍十四個師的主力部隊被編成長江方面攻擊軍，攻擊軍分成左、中、右三個兵團，將從安徽南部的荻港到貴池間約一百公里的寬大正面發起全線進攻。但是，當面日軍第十三軍發現中國軍隊的異常集結後，判斷中國軍隊很可能向擔任長江航道護衛任務的第一一六師團發動攻勢，於是本著先下手為強的原則，在貴港北面的大通地區向中國軍隊展開攻勢，還抽調部隊加強第一一六師的兵力，同時命令第十五師團配合第一一六師團作戰。日軍的調整尚未部署完畢，第三戰區的進攻已經開始。中國軍隊在第一時間就突破了日軍第一一六師團位於大通與荻港間的防線，一舉衝到了長江邊，在江面上設置水雷，還砲擊了江面上的日軍艦船。可是，當日軍第一〇一、第一〇六師團從九江乘船沿長江水道緊急增援而至時，第三戰區的進攻戛然中止，其主力部隊全部撤回了荻港與貴池以西的青陽地區，只留下小部隊對日軍進行局部騷擾。位於杭州方向的中國第十集團軍，雖然襲擊了杭州、富陽等地，但遭遇日軍第二十二師團反擊後，部隊迅速放棄蕭山倉皇退卻。 ——兵力強大的第三戰區的冬季攻勢，虎頭蛇尾，敷衍了事，以致蔣介石斥責顧祝同“軍譽掃地，廉恥安在”：
冬季攻勢本以截斷長江敵之交通為主攻，當時第三戰區以十四個師及配屬大量火砲攻擊沿江防守一師團之敵軍，並未受到桂南以及其他戰區任何戰事之影響，但該戰區正式交戰僅三晝夜即告停止，致其任務未成，上下官兵不知發奮補過，而且弛懈偷安視為平常。軍譽掃地，廉恥安在？其將何以革命，復將何以抗戰期得最後勝利？憂念痛苦莫甚於此。而我軍號令不嚴，士氣頹靡，於此可見，豈尚有軍紀與軍譽之心存於其間乎？及其事後僅撤軍長郭勳祺一人了事，不知其影響所及豈止一軍！未幾，而蕭山失陷，望風潰退，不問責任，不究罪惡，軍情如此，能不憂憤？若長此因循，貽誤黨國，其何以堪？此第三戰區之功過不能不徹底追究者也。
所有戰區中就數第八戰區打得苦。
中國第八戰區的域內戈壁連天，氣候惡劣，條件艱苦，敵情嚴重。戰區範圍包括內蒙古南部的烏蘭察布盟、伊克昭盟、巴彥淖爾盟等地。一九三九年一月，傅作義率領第三十五軍，經山西河曲轉進綏西河套地區，就任第八戰區副司令長官，兼任綏遠省政府主席。此時，包頭以東地區皆被日軍佔領。中國軍隊的冬季攻勢開始後，傅作義指揮第三十五軍、第八十一軍第三十五師、騎兵第六軍第七師，進行了包頭、綏西和五原三個戰役。
軍事委員會給傅作義的任務是攻擊烏拉爾山一帶的日軍，但傅作義決定攻打包頭。其理由是：包頭為平綏鐵路終點站，是日軍控制綏西的重要支撐點，也是敵偽向寧夏擴展的前進基地。且日軍想不到中國軍隊會突然轉入進攻，必定疏於防範，只要中國軍隊的攻擊果斷並堅決，就有相當大的勝算。為此，傅作義命令第一〇一師在與日軍的對峙線上大張旗鼓的建築工事，讓日軍誤以為傅作義是想在黃河冰封前加強防守。同時，他還請來當地的劇團慰問部隊，鑼鼓喧天，歌舞昇平，以示他的部隊準備過年了，根本沒有從五原出動的意願。而實際上，傅作義擬定孫蘭峰的新編第三十一師，配屬警備旅的一個團和一個山砲營從西面對包頭髮起攻擊；袁慶榮的新編第三十二師在北面負責掩護，阻截安北、固陽方向增援之敵；門炳岳的騎兵第七師則沿黃河南岸運動，進至平綏鐵路薩拉齊至歸綏一帶，破壞鐵路並相機佔領薩拉齊縣；董其武的第一〇一師為總預備隊，協同新編第三十一師從北面進擊包頭。
十二月十五日，各部隊開始向指定地點秘密運動。十九日，騎兵第七師在薩拉齊附近與日偽軍接戰，傅作義命令新編第三十一師立即開始攻城。師長孫蘭峰命令劉景新的九十一團和警備旅的於霖瑞團為主攻，由包頭城牆的東西兩面分別登城，同時命令安春山的九十三團向包頭城東運動，準備阻擊增援之敵。擔任阻援任務的九十三團運動到包頭西北城門時，發現守敵並沒有察覺，碉堡也沒有人防守，團長安春山決定即刻動手。隆冬夜半，彎月寒星，北風呼嘯，滴水成冰，氣溫已降到零下三十多攝氏度，包頭城外的護城河冰層堅硬，九十三團官兵直接把木梯子靠在城牆上，然後爬城。爬到半截，城牆上竟然有人和他們搭話，問正在爬城的是不是抗日的部隊，如果是就趕快上來吧！問話的是在城牆上站崗的偽軍士兵。在這群良知尚存的偽軍士兵的幫助下，九十三團官兵爬上城牆，迅速打死守衛西北門的日軍，然後打開城門，城外的於瑞霖團蜂擁入城。
包頭城內駐有日軍兩個聯隊、偽蒙軍的一個師以及憲兵隊和日軍守備隊。發現中國軍隊已經衝進城內，日偽軍立即集結部隊，開動坦克，企圖把中國軍隊堵回去。九十三團官兵與日偽軍展開勇敢的巷戰，包頭民眾紛紛出來為九十三團官兵帶路，日偽軍紛紛退到了司令部大院裡，包頭城區大部分被傅作義部佔領。
二十一日晚，得知大量日軍從張家口、大同和歸綏等地緊急增援包頭後，傅作義認為奇襲包頭城的目的已經達到，下令部隊撤出包頭向五原方向轉移。
包頭之戰，完全出乎日軍的預料。日軍死傷了包括聯隊長小林一男和小原一明在內的軍官二十餘人，士兵三千多人，城內大量的武器和軍需品被傅作義部掠走。
駐紮張家口的日軍駐蒙軍司令官同部直三郎，對包頭被襲感到極大的憤怒和恥辱，決定對傅作義部進行圍剿。他調集了三萬多日偽軍、一千餘輛汽車、數十輛坦克和大量的火砲，命令第二十六師團師團長黑田重德中將指揮部隊，分南北兩路向內蒙河套地區猛撲過來。
傅作義分析了戰場局勢，決定主力在有利地域預設陣地誘敵深入，然後對突入的日軍實施兩面夾擊。南路日偽軍自包頭出動後，連續遭到騎兵第七師的阻擊，接著又遭遇新編第三十二師的伏擊。北路日偽軍兵分兩路，一路沿著烏加河北岸推進，結果在長滿芨芨草的草灘上受到新編第三十一師的伏擊，日偽軍猝不及防，損失嚴重。另一路日偽軍在烏鎮和折桂鄉遭遇第一〇一師的阻擊。由於傅作義部隊邊打邊撤，日偽軍相繼佔領五原、臨河和陝壩，但始終沒有找到傅作義部主力。指揮官黑田重德認為圍剿已經獲得大勝，傅作義本人估計正在逃往重慶。但是，話音未了，傅作義部就打了回來，中國軍隊連續收復臨河和陝壩，雙方在五原城外形成對峙。
三月初，傅作義決定把五原城奪回來：
黃河在春分前後一兩天，一定開河解凍流凌，冰汛流凌期間，大約要七八天，船隻不通，人馬難行。我們利用這個時機，在五原東北烏拉壕，挖渠放水氾濫，淹沒南北兩條大路，到時泥濘翻漿，敵軍人馬汽車均無法行進，失去機械化的作用，使其逃竄無路，束手就殲。我們要設法利用春分開河這一時機。這是天時。利用烏加河天塹是地利，而且作戰地區地理環境、地形地物，我們都瞭如指掌，這也是地利。
原以為傅作義的部隊已被殲滅，因此，當其先頭部隊突然出現在五原城門並刺死守城崗哨時，五原城內的日偽軍萬分驚慌。傅作義部官兵隨即衝破城門，凶狠地向城內穿插，經過一夜的激戰佔領了城內大部分要點，日偽守軍四處逃散。在五原外圍，阻擊部隊冒著日軍猛烈的砲火浴血抵抗，日軍企圖在烏加河上架設浮橋，但始終未能成功。得知日軍第二十六師團主力趕來增援五原時，中國軍隊掘開了從北向東環繞著五原城的烏加河河堤，河水氾濫，道路被淹，日軍增援部隊因無法通行，被迫撤回包頭。傅作義部收復整個綏西河套地區。
五原作戰中，傅作義部擊斃了日軍中將水川伊夫。這是繼八路軍擊斃阿部規秀四個月後，又一名日本陸軍中將被擊斃。擊斃水川伊夫的，是綏遠游擊軍第一支隊第二團一連。一連連長張漢三得到百姓的報告，說一股日軍逃出五原城，過了結冰的烏加河，但無法渡過烏梁素海。張漢三化裝成偽警察隊長前去偵察，在與這股日軍中的一個矮個子軍官交談了一陣後，張漢三主動提出去給他們弄船，然後張連長就帶著部隊來圍攻了：
敵人的武器好，我們的武器差，要避開他們的火力，決定利用跟前的一條幹渠，把隊伍埋伏在渠堰下，等敵人接近時，一齊投手榴彈襲擊。但必須聽候我的命令，沒有命令，絕對不准亂投。不久敵人過來了，但走到離我們還有二百米遠，不再前進，停了下來；停留不久，又退走了。我們就躍出乾渠，奮勇追擊，同時我率十多人繞到敵人的後面，這個地方叫十份子，地處烏梁素海岸邊，蘆葦很多。我們包圍了敵人，展開激戰。因為我認准了敵人的軍官，就同一個槍法好的戰士，兩人瞄準了那個軍官，一齊射擊，一槍打中他的左臂，一槍從他的右臉擦過；他搖晃了一下沒有跌倒，我們隨即又一齊打了兩槍，都打中了他的胸膛，他立刻倒了下去。指揮官一死，敵人驚慌失措，混亂一片，我們縮小包圍圈，逼近敵人，並把正在抬軍官屍體要逃走的三個敵人打死了，截留下屍體，又把機槍射手打死，於是敵人才舉手投降。這一戰役，敵人有被打死的，有在烏梁素海水里被淹死的，只逃脫二十多人。我們俘虜了許多人，但是這些傢伙頑固得很，死賴著不走，不得已將他們大部分打死，只生俘兩人。打掃戰場時，檢查日軍軍官屍體，搜出個人圖章一枚，得到他的手槍一支、戰刀一把。根據他的肩章、圖章，認出他是侵占五原的日酋指揮官水川伊夫中將，後來我們把兩個俘虜送到我游擊區司令部，將那把鋒利的戰刀交給了第一〇一師師長董其武。
張漢三由連長直接晉升為上校團長。
那個日軍中將水川伊夫，原本不是軍人。他以地質學家的身份供職於重工株式會社，侵華戰爭開始後，他被派到中國收集和勘查地質情報，大本營臨時授予了他中將軍銜以及綏西警備隊隊長的職務。
此次作戰，被中國戰史稱為“五原大捷”。
這是中國方面發動的冬季攻勢中少有的勝仗。
傅作義部官兵為此付出了極大代價，僅最後的五原一戰犧牲官兵近七百人，其中前赴後繼戰死的連長就有十七人。
蔣介石對傅作義的第八戰區的評價是：“亦能遵令直前，攻克包頭重鎮，且能苦守數日，其後雖戰果不完，功敗垂成，而其精神，殊堪嘉尚。此皆應確實查明出力有功之官兵姓名，從優獎賞，以勵有功而昭諸續。”
時年四十四歲的傅作義正值壯年。他一身布衣，消瘦憔悴，指揮作戰果斷，一腔熱血澎湃。戰鬥中他奔跑於各個戰場，每天奔跑的路程都在百里以上。他心血耗盡，總是向勤務兵喊著要喝口水。他的一雙布鞋鞋底總磨穿，勤務兵天天給他縫，他怨勤務兵縫得不好，勤務兵怨他穿得太費，最後實在沒法縫了就用麻繩綁住。他和他的士兵們一樣，身上長滿蝨子，頓頓吃著豌豆，他能把部隊排以上軍官的名字全叫出來。在他的指揮部裡，牆上掛滿了白布，白布上寫著陣亡官兵的名字，隨著戰鬥的持續，白布整整掛滿三間屋子。夜深時分，面對這些陣亡者的名字，他總是淚流滿面。沙窩戰鬥中，他的指揮部遭遇敵機轟炸，他被掀起的沙土埋了起來。衛士把他挖出來後，他讓衛士收集馬棘和乾草點燃火堆，讓火光把戈壁荒漠照亮，這一天正是一九四〇年的除夕。
傅作義部在西北戈壁的凜冽寒風中與日軍作戰的時候，航行在海上的日軍第五師團官兵已經熱得打赤膊了。
他們終於看見了陸地，陸地上高大的椰樹在海風中搖曳。
這支從黑龍江風雪中起程的日軍師團，居然一直開到了海南島最南端的三亞。
他們歷經如此遙遠的航程要去幹什麼？
英國的偵察機在海南島海域發現了這支日軍的艦隊。
英國人立即把情報通報給中國最高統帥部。
沒有中國方面作出反應的歷史記錄。
中國軍隊發起的冬季攻勢，在一定程度上打擊了日軍。根據日本方面的統計，中國軍隊在冬季攻勢中損失兵力約為五萬，但日軍“傷亡合計也約達八千，付出的犧牲是過去作戰不曾有過的”。更為重要的是，冬季攻勢嚴重地挫傷了日軍的士氣，日本方面對此總結道；中國軍隊“仍能大致保持命令統一”，命令不僅貫徹至正規軍中，“甚至深入到了游擊隊的最基層”。更糟糕的是，“這些情況說明，蔣介石至今仍在全軍保持著統轄力量”，軍政統一的中國軍隊依舊很強大。 “對於已經缺乏進攻作戰積極性的日軍來說”，這次冬季攻勢“也是一次教訓”，使之“有機會從新估計”中國軍隊的戰鬥力量。只是，從戰果上看，中國軍隊聲勢浩大的冬季攻勢並沒能收復任何一個軍事要點和任何一座城市。蔣介石認為，其主要原因還是中國軍隊的整體素質不高；而岡村寧次認為，這是因為中國最高統帥部無能，具體表現是“缺乏戰略聯繫而各自為戰”。
突然，在中國的南方海岸，日軍第五師團大規模登陸了。
第五師團抵達三亞後再次起航，艦船北上，出現在中國廣西南部的海面上。
正在指揮冬季攻勢的中國最高統帥部對此沒有任何準備。中國方面不清楚日軍為什麼在廣西登陸。
而日軍大本營卻已經策劃很久了。
進入一九三九年以來，日本方面加緊了對中國地方軍將領的勸降活動，以達到在軍事上沒能達到的迫使中國屈服的目的，同時也配合汪精衛的偽政權的建立和鞏固。在一系列的勸降活動中，汪精衛甚至親自出馬，把勸降重點放在了中國第四戰區。
中國第四戰區，司令長官張發奎。
第四戰區所轄的兩廣地域，是日本軍事力量相對薄弱的地區。特別是廣西，自戰爭全面爆發以來，除城鎮曾遭日機轟炸外，境內沒有侵入日軍的一兵一卒。廣州淪陷後，美國記者格蘭姆·貝克曾在廣西遊歷，他看見這裡的城鎮破敗不堪，“街道上活著的生物除了野狗、野貓和耗子之外，就只有路旁破衣襤衫的小販，他們販賣的都是些骯髒不堪的東西”。農民們穿著“用熱帶森林木纖維粗織成的蓑衣，蹲在市場的各個角落裡，喧鬧著討價還價”。相比之下，廣西軍政要員們所過的奢靡生活，令格蘭姆·貝克印象格外深刻：
到達的當晚，我們這些外國旅行者就被國民黨駐軍的將領請來這座屋頂花園做客了。那是一席豪華的酒宴，有鯊魚唇、大蝦、雞、豬肉、高級調味品等。在吃了一個星期的干魚和瓜片之後，這樣的一餐，的確味美非凡。這座有玉石花鳥裝飾的屋頂花園涼爽宜人，那些肥胖的官員和商人們在笑語歡聲中開懷暢飲。他們像孩子般地玩笑打鬧，把他們新近走私來的珍品相互比較，其中有自來水筆、溫度計、手錶、旅程表、標著諸如“摩登時代”“歡迎”等英語字樣的衣帶環扣等。這些客人中，有各種國民黨人的面型，有狡詐的三角型，有粗魯的方型，還有那常會大聲發笑而毫無歡樂感的大胖子圓型。所有這些，後來我就都非常熟悉難忘了。
正因為這里遠離戰爭，且存在這些驕奢淫逸的軍政官員，日本人才把勸降活動主要放在了中國的第四戰區。一九三九年五月，日本人通過特務與廣東軍閥余漢謀接觸；八月，汪精衛利用他的舊關係與張發奎以及第六十四軍軍長鄧龍光等人接洽，甚至派人去與桂係將領李宗仁、白崇禧以及滇係將領龍雲等人商談。汪精衛試圖煽動中國的這些地方軍閥與他一起“肅清共產黨，反對蔣介石”。日軍第二十一軍司令官安藤利吉藉機表示：如果兩廣方面的軍隊“和平反共”，日軍不但立即停止對其攻擊，還將更進一步將已佔領地區的權益“次第交還”。但是，出乎日本人的預料，勸降活動均遭拒絕，沒有取得任何成效。日本人認為，這還是因為重慶的國民政府尚能支撐下去的緣故。而令國民政府每每恢復戰鬥力的主要原因，就是美國和英國通過中越口岸賣給中國大量的軍火和軍用物資。有了這些外援，國民政府很難屈服，地方軍閥也下不了向日本妥協的決心。
中國事變進入長期持久階段後，切斷中國和各國聯繫的補給聯絡線，成為我國對華戰略上的首要問題。特別是經法屬印度支那方面的通道，自昭和十三年（一九三八年）八月加強對粵漢鐵路的轟炸以後，運輸量增加了三倍，它對中國來說更加重要了。
中國廣西省府南寧，位於邕江之畔，是中國國際交通線上的戰略要點。北向，桂越公路由越南境內經廣西龍州抵達南寧；南向，桂越鐵路從南寧通往越南的諒山、同登抵達河內。一九三九年九月，中國開始通過越南至龍州間的左江水路、越南至南寧間的公路以及鐵路，大規模向內地輸送戰略物資。同時，滇越鐵路也由越南海防直通中國昆明，國民政府購買的軍用物資沿著滇緬公路進口，僅一九三九年上半年，中國從緬甸方向就輸入了近三萬噸的戰略物資。
為切斷中國的外援通道，日本方面多次通過外交途徑，向以越南為殖民地的法國提出交涉，要求法國封鎖海防港以及中越陸路交通。法國迫於日本的壓力釆取了一些措施，但並沒有按照日本人的意願將通道完全切斷。外交努力失敗後，東京大本營認為：唯一辦法就是攻占廣西南寧。
一旦進入南寧，以該地為基地，則交通四通八達，遠可通往廣東、湖南、貴州、雲南。所以南寧—諒山的道路，形成了蔣政權聯絡西南的大動脈。為了直接切斷它，首先必須奪取南寧。南寧一旦佔領，無須置重兵於東京灣（北部灣）附近即可以完成作戰目的。另一方面，佔領該地後即可將飛機場向前推進，縮短由海南島起飛的距離。它可更為有效地轟炸蔣政權在西南的兩大補給路線——滇越鐵路和滇緬公路，達到切斷的目的，並可直接威脅法屬印度支那。
日軍大本營認為，二戰爆發後，由於英、法對德宣戰，兩國已無力顧及遠東，這正是日本下手的好機會。從世界大戰的前景推斷，日本勢必要大舉南下，如果占領整個廣西，並陳兵於中越邊境，一旦時機成熟，日軍還可便捷快速地直接衝入法屬印度支那。 ——一九三九年的侵華日軍遠不似蔣介石判斷的那樣已進入衰退期，軍國主義者的擴張野心依舊遠大。
十月十四日，日軍大本營下達“大陸命第三七五號”：
一、大本營企圖徹底切斷敵之西南補給路線。
二、中國派遣軍總司令負責與海軍協同行動，以一部迅速切斷敵人沿南寧一龍州公路的補給路線。
三、上項作戰部隊的作戰區域，大概為南寧、龍州以南。
當天，日軍大本營又發出“大陸指第五八二號”：
一、作戰目的：此次作戰的目的，在於直接切斷敵人沿南寧一龍州公路的聯絡補給線路。
二、作戰時間：預定為十一月中旬。
三、報導：在登陸第二日正午前，由大本菅負責發表，禁止現的報導。
四、保守機密：要特別注意。此次作戰陸軍代號為“和”號作戰，海軍代號為“N”號作戰。
十九日，日軍中國派遣軍總司令西尾壽造向第二十一軍司令官安藤利吉下達了作戰命令。
但是，第二十一軍兵力嚴重不足，編制內僅有第十八師團、第一〇四師團以及台灣混成旅團。該軍負責廣州周邊及珠江三角洲的守備，還有進攻中國第四戰區司令部所在地韶關的作戰任務，沒有機動兵力可供調用。於是，日軍大本營決定，將第五師團從齊齊哈爾調出，編入第二十一軍序列；同時命令新編成的第三十八師團立即從日本本土啟程，抵達廣州後編入第二十一軍序列，接替台灣混成旅團在佛山地區的防務。第二十一軍最後決定投入南寧作戰的部隊是：陸軍第五師團、台灣混成旅團、海軍第五艦隊以及第三聯合航空隊。
關於進攻路線，日軍多方面考量，如果從陸路進攻，廣州到南寧約一千公里的路途上，橫亙著粵桂兩省交界處的連綿大山，道路崎嶇難行，不但不利於大兵團作戰，還易受到中國軍隊的伏擊，因此只有選擇從廣西沿海登陸。如果選擇得當，登陸點距南寧僅二百多公里，不但可以快速推進，也有利於後勤補給。為隱蔽作戰意圖，日軍選擇了誨南島的三亞作為集結地。十一月七日，第五師團抵達三亞；九日，台灣混成旅團被運抵三亞；十日夜，第二十一軍司令部抵達三亞。至此，日軍完成了攻占南寧的一切準備。
受軍事委員會委員長桂林行營指揮的中國第四戰區部隊較少，只有八個軍、十八個師，且大部分集結在廣東，位於廣西南部的只有夏威的第十六集團軍。為執行軍事委員會的冬季攻勢計劃，戰區司令長官張發奎又把該集團軍的第六十四軍調走了，令該集團軍只剩下第四十六軍和第三十一軍共六個師，加上四個獨立步兵團和少量的地方民團，卻要防禦由廣西南寧至廣東新會間約八百多公里的海岸線和二百多公里的縱深區域。由於兵力實在單薄，這些部隊只能守幾個要點。
一九三九年十一月，第十六集團軍兩個軍的位置是：第四十六軍（欠第一七〇師），附屬獨立步兵一團、二團，龍州、玉林各區民團，廣東第八區地方團隊，組成右地區部隊，司令部設在南寧，主力位於南寧東南方向的小董、靈山、玉林等地，重點防守防城、合浦、廉江沿海。第三十一軍（欠第一三一師），附屬獨立步兵三團、四團，梧州區民團、廣東第五游擊區部隊、廣東第七區地方民團，組成左地區部隊，司令部設在桂東南的桂平，主力位於粵南的鶴山與高明之間，重點防守新會、江門和三水。另外派出小部隊配合地方民團，防守粵西南電白至陽江沿海線。第四十六軍的第一七〇師和第三十一軍的第一三一師，分別位於桂平西南的興業和桂平東南的容縣，為集團軍總預備隊。
儘管防線單薄如紙，為應對日軍可能實施的登陸，第十六集團軍還是擬訂了三個預案，其中對日軍登陸地點的預測是：廣東電白附近、廣西北海附近和欽縣附近。第十六集團軍認為：日軍從電白或北海登陸的可能性最大，因為從欽縣到南寧沿途都是大山，崎嶇的山路早已被徹底破壞，所以日軍從欽州灣登陸的可能性很小。
於是，廣西欽州灣沿海防禦幾近空白。
而日軍選擇的登陸地點正是欽州灣。
早在一個月前，日軍偵察部隊就已到達欽州灣，勘察登陸點的地形地貌，測量沿海水位，繪製戰場地圖，中國守軍對此毫無察覺。為保證作戰順利，東京大本營還把中井增太郎派入第五師團司令部任參謀兼特務機關長——中日全面戰爭爆發前，中井大佐曾擔任過白崇禧的軍事顧問，對廣西的情況可謂瞭如指掌。在作戰準備方面，日本方面的謹慎細微與中國方面的粗枝大葉，形成了鮮明的反差。
十一月十三日，日本海軍以“加賀”號航空母艦為主力，在包括“妙高”號、“長良”號、“名取”號等巡洋艦在內的五十多艘艦艇的掩護下，七十多艘運兵船自三亞榆林港起航。龐大的艦隊在海面上行駛兩天后，於暴風驟雨中駛進廣西欽州灣並抵近海岸。接著，日本海軍開始猛烈的海岸砲擊，陸軍同時開始了登陸行動。
此時，在欽州灣防禦的中國軍隊，只有何宣的第四十六軍新編第十九師。第四十六軍是一九三八年新組建的部隊，轄第一七〇、第一七五師和新編第十九師。而新編第十九師是一九三八年秋在欽縣組建的，由第一七五師調撥的兩個團為基本部隊，再加上兩個地方民團的兵力，番號是五十五、五十六和五十七步兵團以及一個野戰補充團，師長黃固。新編第十九師所防禦的海岸線長達兩百公里：五十五團團部在欽縣，負責防禦犀牛腳、犁頭嘴、金雞塘一線海岸；五十六團團部在防城，負責防御龍門、企沙和白龍尾一線海岸；五十七團尚在小董整訓；野戰補充團團部在那麗圩，負責防禦烏家附近海岸。師部位於小董。
發覺日軍登陸後，師長黃固立即命令部隊把登陸之敵消滅在海灘上，數量稀少的中國守軍頂著傾盆大雨進入了簡陋的陣地。
十五日早晨八時十分，由及川源七率領的第五師團第九旅團組成的及川支隊，在企沙附近首先強行登陸。接著，海軍佐世保陸戰隊在龍門附近實施了登陸。新編第十九師五十六團一營負責防禦企沙海岸，一營官兵冒著日軍強大的艦炮轟擊拼命抵抗，全營傷亡嚴重，殘部不得不放棄灘頭陣地，退守防城附近的後備工事。在龍門防禦的是新編第十九師五十六團二營四連，一個連隊根本無法抵擋日軍的攻擊，日軍很快在龍門登陸成功。十六日凌晨，中村正雄率領的第五師團第二十一旅團組成的中村支隊，乘海水漲潮之際，乘坐汽艇沿著漁洪江上溯直趨黃屋屯；鹽田定七率領的台灣混成旅團在也在犁頭嘴登陸。隨著日軍砲兵的推進，新編第十九師在防城的陣地全部被毀，五十六團在無險可守的情況下放棄防城。日軍乘勝向北推進占領了黃屋屯。
日軍海軍陸戰隊在北海附近的登陸屬於佯攻。在這裡防禦的中國軍隊第四十六軍第一七五師官兵，發現海面上突然出現大批日軍艦艇後，大為吃驚。日軍艦隊在距離海岸四千多米處停泊，然後放下二十多艘汽艇開始登陸，同時二十多架飛機也前來助戰，中國海岸守軍的砲台被全部炸毀。此時，守軍接到了徹底破壞北海城的命令，但守軍軍官鑑於長沙大火的教訓遲遲不肯執行。傍晚，守軍軍官突然發現了日軍的破綻：日軍的艦炮轟擊不但逐漸減弱，且艦隊始終距離海岸很遠，乘坐汽艇的日軍也數量有限。如果日軍真要在北海登陸，早就該投入大兵力衝擊灘頭了。軍官們把這一疑惑報告給上級，上級鑑於日本廣播已播出在北海成功登陸的消息，判斷出日軍在北海完全是虛張聲勢，目的是轉移中國守軍的注意力。軍長何宣命令北海守軍指揮官第一七五師五二四團團長巢威向全國發布通電，宣布北海依舊在中國守軍之手。 ——得出日軍在北海佯攻的判斷後，巢威團長鬆了一口氣——他沒有執行徹底破壞北海的命令是對的。不然，北海沒有被日軍攻占，反而毀在了自己手裡。
在掣頭嘴、金雞塘一線海岸防禦的，是新編第十九師五十五團九連。日軍第五師團及川支隊一部，僅用一個小時就佔領了灘頭，九連殘兵紛紛向欽縣撤逃。五十五團團長聽到海岸方向的槍聲後，不斷給第九連打電話，但一直聯繫不上，直到日軍衝到欽縣城下時，才命令守城部隊倉促進入陣地。欽縣位於欽州灣北岸，邕欽公路經小董直達南寧，自古便是南寧的門戶。日軍很快突入欽縣城內，與中國守軍展開巷戰，五十五團完全陷入自衛戰狀態，各級之間都失去了聯繫，混亂的巷戰持續兩個小時後，黃團長帶領小部分官兵撤出城，欽縣落入日軍之手。
日軍成功登陸後，分三路向南寧猛撲：一路從防城出發向北直趨南寧；一路從欽縣西北的黃屋屯出發，直逼大塘；一路從欽縣出發，沿邕欽公路向小董進攻。新編第十九師五十六團向小董以西的上思方向撤退，五十五團乾脆撤到了南寧以北的武鳴方向，位於小董的師部與這兩個團均失去了聯繫，因此對前方戰況不甚明了，只能命令正在小董整訓的五十七團進入陣地準備禦敵。五十七團剛進入陣地，日軍便衝到了眼前，且陣地兩側也同時出現了日軍，小董實際上已處於被日軍包圍的態勢中。於是，五十七團也趕快撤退。 ——至此，中國守軍新編第十九師對欽州灣海岸的防禦完全垮了。戰後，師長黃固因指揮無方被免職，五十五團團長黃廷才因作戰不利被撤職查辦。
登陸的日軍長驅直入，至十九日，對南寧城形成三麵包圍。
廣西沿海中國一線部隊自日軍登陸時起，“參戰官兵約一萬零六百七十八人，傷亡和生死不明約一千一百五十人”。
日軍從欽州灣突然登陸直逼南寧城下，這令正在指揮冬季攻勢的中國最高統帥部大驚失色。南寧是中國西南重鎮，如果南寧乃至整個廣西失守，不但中國的對外補給線會被徹底切斷，還將直接威脅抗戰大後方雲南和四川的安全。
國民政府軍事委員會電令桂林行營主任白崇禧，責成第十六集團軍的兩個師死守南寧，沒有命令不得撤退。同時開始緊急調動部隊馳援南寧：傅仲芳的第九十九軍奉命從湖南湘潭和貴州方向開來，姚純的第三十六軍奉命從重慶和湖北當陽方向開來，中國軍隊中唯一的機械化軍——杜聿明的第五軍——奉命從湖南衡陽向南寧急進。
在增援部隊抵達前，第十六集團軍迅速調整部署，夏威命令第三十軍（欠第一三五師）向玉林、城隍、興業、靈山急行軍，命令該軍擴大番號團改師、師改軍以虛張聲勢欺騙日軍，部隊抵達後協同第四十六軍側攻登陸的日軍；命令第一七〇師經貴縣、橫縣、蒲廟向南寧以南的吳圩方向急行軍，阻敵北上；命令廣西綏署的所有地方部隊火速集結，準備參戰。 ——夏威的計劃是集結主力，在南寧以東地區夾擊登陸的日軍，以期將敵壓縮回海岸線予以殲滅。但是，登陸日軍的推進速度極快，還沒等夏威調整完畢，日軍便已越過小董、大塘到達百濟附近。二十日，日軍繼續向吳村墟和那馬一線攻擊，二十一日其前鋒抵達那連，剛剛到達蒲廟和良慶的中國軍隊第一七〇師，雖是倉促投入戰鬥，但官兵阻擊頑強，致使戰鬥進行得十分慘烈，防守蒲廟的五〇九團二營全部陣亡。
突破中國軍隊第一七〇師的阻擊後，日軍準備北渡邕江。
一旦日軍渡過邕江，南寧等於唾手可得。
中國統帥部調集的增援部隊尚在數百里之外，加上都是徒步行軍，山高路險，行進緩慢。至二十二日晚九時，陸續趕到南寧外圍的部隊除第十六集團軍第一七〇師的四個團和第一三五師的兩個團之外，增援部隊僅有杜聿明的第五軍第二〇〇師一部，這部分官兵乘坐火車在桂林車站下車，然後換乘汽車正向南寧方向趕來。 ——此時，真正防守南寧城的部隊，只有第一三五師四〇五團。
沒等第一三五師師長蘇祖馨部署完畢，日軍第五師團的中村支隊和及川支隊已抵達邕江岸邊。日軍選出敢死隊，在西鄉塘、恩沿塘等地泅水渡過邕江後，瘋狂搶奪民船，然後開始運送大部隊強渡。二十三日，南寧外圍開始陷入激戰。二十四日，渡過邕江的日軍已達數千人，在大量飛機的助戰下，日軍中村支隊從東南面、及川支隊從西面猛攻南寧城。南寧城危在旦夕的時刻，城內守軍四〇五團團長伍宗駿真是不知如何是好：守城，一個團的兵力根本守不住；不守，必定要軍法從事。他請示上級，可師部和軍部都聯繫不上了。下午二時，焦頭爛額的伍團長決定放棄南寧。正在集合部隊準備撤離時，他接到了一個電話，是第五軍第二〇〇師六〇〇團團長邵一之打來的，說他們團的先頭部隊已抵達南寧北面的二塘，主力尚在運輸中，邵團長詢問南寧目前的情況。伍團長立刻感到有了希望，要求六〇〇團直接開進南寧接替城防。邵團長說，上級給他的任務是在二塘附近掩護師主力開進，他沒有義務防守南寧城。接著，兩個團長在電話裡吵起來，吵的結果是南寧丟失了。
伍、邵兩團長在電話中，互相推脫責任，得不到解決，結果伍團長提出兩團共同負責守備南寧，邵團長則以未奉上級之命不肯答應。於是伍團長決心放棄南寧，在下午七時通知各機關後，即率部向四塘方面轉進。四〇五團撤走後，南寧市已無防守。下午八時，南寧民團指揮部、警察局、邕寧縣府與市民紛紛經心圩、香爐嶺向隆安方面撤退。敵人於九時由津頭村渡江，未遇抵抗而佔領南寧。敵一部竄至邕賓路之茅橋、二塘附近，與我第二〇〇師六〇〇團發生小接觸。六〇〇團即向五塘方面撤退。南寧遂於二十四日晚完全陷於敵手。
第二〇〇師六〇〇團在二塘附近的戰鬥，並不是什麼“小接觸”，而是阻擊日軍北進的拼死作戰。整整兩天的激戰過後，六〇〇團官兵傷亡三分之一，那位曾與伍團長在電話裡吵成一團的邵一之團長，連同他的團附吳其生均在戰鬥中陣亡。
第一三五師四〇五團團長伍宗駿，以擅自放棄南寧之罪被桂林行營軍事法庭判處五年有期徒刑。
中國軍隊丟失南寧之責，豈是一位團長所能承擔的？
日軍第五師團攻占南寧後，立即以中村支隊和騎兵聯隊沿南寧至賓陽的公路向北追擊，同時派出一千多兵力沿公路的側翼直接迂迴四塘，企圖把退卻中的中國軍隊包圍殲滅。鑑於迂迴四塘的日軍已經抵達中國軍隊的側後，當面第二〇〇師、第一七〇師、第五師等部隊乘夜色向高峰隘方向迅速撤退。 ——因夜暗撤退，道路不熟，且曾被日軍截擊，官兵大多失散，到達高峰隘附近部隊，不過四千至五千人。日軍於三十日凌晨攻擊八塘，中國軍隊被迫退守九塘。十二月一日，日軍攻占高峰隘，中國軍隊一部退向北部的武鳴，第二〇〇師則朝南寧東北方向的崑崙關轉移。
日軍佔領南寧後，中村支隊防衛南寧以東地區，及川支隊防衛南寧以西地區，森本（森本宅二中佐）大隊防衛八塘北面地區，松本（松本總郎少佐）大隊防衛四塘地區，友野（友野幾久治少佐）大隊防衛高峰隘正面。二日，剛剛抵達戰場的中國軍隊第一八八師五六四團在戰車的配合下襲擊了駐守八塘的日軍，日軍第五師團隨即派中村支隊從南寧出發，向中國軍隊第一八八師和第二〇〇師六〇〇團展開攻擊。第二天，日軍從八塘向北推進約十公里，佔領崑崙關。
日軍留下松本大隊駐守崑崙關，中村支隊返回了南寧城。
至此，雙方在南寧以北的崑崙關、高峰隘附近形成對峙。
二月十日，李宗仁和白崇禧接到一封信，是日軍第五師團師團長今村均發來的：
大日本軍佔領南寧地方的唯一目的是，切斷蔣介石政權和法屬印度支那的交通線。
我南寧方面的大日本軍對白、李兩將軍在廣西省的建設和政令甚表敬意，因此將極力注意避免損壞其事業。兩將軍治下的一般民眾的生活及其幸福，將盡力予以保護。
願將軍洞察世界大勢，為促進同文同種之東亞兩民族的提攜奮起前進。
將軍若仍執迷不悟而欲與日本軍為敵到底，則可隨時舉全部兵力前來奪回南寧。我駐南寧軍隊將獨立對抗將軍之五十萬軍隊，且有足夠的兵力、裝備、航空力量和信心取得戰爭勝利。
對在南寧戰鬥中戰歿的將軍部下四千二百餘名勇士，我軍已將該等合葬於南寧公園，鄭重供祭，請放寬心。
這是明目張膽的誘降和狂妄至極的叫板。
李宗仁和白崇禧給今村均師團長的答復是：
由於日本不能再打下去，所以想用甜言蜜語來引誘人。但從各種事實表現來看，始終是要吞併中國。如近衛首相在去年底所發表的言辭足可證明，它的意思就是吞併，決不是公平合作。對中國來講，與其讓日本吞併就不如抗戰到底，使日本幡然大悟，自行消除吞併思想。待事實上確有和我公平合作表現時，才有開始談判的餘地，而現在時機尚未成熟。由於這次戰爭是日本發動的，戰爭的停止當然也應該由日本提出。
如果真的希望停止戰爭，必須恢復戰前的一切狀態。
日本貧窮情況中國是非常清楚的，只有拋棄仇恨、恢復友好才是謀求自救的方法，以友誼的援助作為停止戰爭的條件那是不可能的。
接到這樣的答复，日本方面終於明白，“那些眼花繚亂的謀略路線，對中國並無損害，倒是進一步暴露了日本方面的虛弱”。而更令日本人難以言表的痛苦是，中國軍隊的將領表示，他們對於日本資源貧瘠、人口有限的窮困情況“非常清楚”。日本人認為，這恰恰是支撐軍力明顯處於弱勢的中國對日作戰近三年的“最大依靠”。
白崇禧的桂林行營判明，在南寧附近的日軍不過是四個步兵聯隊、一個騎兵聯隊和少量的砲兵，日軍的重武器和機械化裝備因邕欽公路被破壞而沒能及時跟進，因此決心實施反擊以奪回南寧。
十二月十六日，白崇禧發出“第一號命令”：
一、自欽（欽州）防（防城）上陸侵攻南寧之敵，業已判明為第五師團及台灣旅團。日來欽防附近，似有後續部隊到達，崑崙關附近，有敵約一聯隊，高峰隘方面約敵二三千，高田墟及騰翔附近，時有敵騎兵及偽軍出沒，六塘附近似有敵之旅團部，南寧之敵，似有敵四十一聯隊，亭子墟及蒲廟均有敵佔領，連日以來，敵集結兵力二三千，向舊州及陸屋附近我四十六軍攻擊，現仍在激戰中。
二、軍以攻擊北攻之敵，收復南寧之目的，乘敵後續部隊未到之前，一舉轉移攻勢，將敵包圍於邕江南北地區而殲滅之，攻勢開始時機，預定十二月十日拂曉。
三、空軍應於攻勢期間服行如左之任務（略）。
四、西路軍應以第一縱隊配合戰車，從武鳴方面向高峰隘之敵攻擊，最低限度，須牽制吸引之，並派遣多數小部隊，由高峰隘東西小路迂迴襲擊；另以有力部隊，從葛墟附近小徑進出於四塘、五塘附近，協同北路軍包圍殲滅崑崙關方面之敵，爾後迅速壓迫當面之敵，協同北路軍圍攻南寧，擔任南寧西北方面之攻擊。第二縱隊即向蘇墟附近集結，襲擊吳村墟、大塘、南寧一帶之敵，遮斷敵之聯絡，並確實佔領吳村墟、亭子墟等處，阻止擊破敵之北進。
五、北路軍應以主力從賓陽方面，配合戰車，攻擊崑崙關附近之敵，並多派支隊迂迴包圍敵之側背，將該處之敵殲滅，爾後迅速向南寧方面進出，協同東、西兩路軍攻取南寧。第九十九軍之一部，從那河、鹿頭、伶俐向七塘附近，協同第五軍包圍崑崙關附近之敵殲滅之。爾後從邕賓路二塘至五塘以南高地帶，對蒲廟、剪刀墟、良慶之渡河點，組織打擊敵之北渡，必要時，以一部渡河佔領蒲廟、良慶。
六、東路軍之第四十六軍及第三挺進縱隊，應以陸屋、靈山為根據，配合民眾之武力，任邕欽路交通通訊之破壞，並妨礙其修路，置重點於小董南北地區，多方襲擊擾亂敵軍，崩潰其偽組織，阻止截擊敵之後續部隊。第六十六軍向古辣、甘棠附近出發，從永淳、南鄉間渡河，對邕、欽路以東地區襲擊敵人，遮斷其交通通訊，並阻敵增援部隊北上。
七、各路軍之作戰地境如此（略）。
八、第九十九軍主力為戰略預備隊，位於賓陽、古辣附近。
九、砲兵主力於思隴附近佔領陣地，協力北路軍對崑崙關之攻擊，一部分於雙橋附近，協力高峰溢之攻擊，爾後於攻略南寧時集中全部火力，協力北路軍對南寧之攻擊。
當日，第五軍軍長杜聿明召集團長以上軍官會議。會場設在茂密樹林中的山洞裡，洞壁上掛著桂南地區五萬分之一軍用地圖，圖上標示著敵我雙方目前的態勢。
杜聿明的第五軍，源於一九三七年國民政府軍事委員會決定組建的中國軍隊第一支陸軍裝甲兵團。在淞滬會戰中，裝甲兵團兩個連的戰車在上海匯山碼頭協同步兵成功阻擊了企圖登陸的日軍。而在之後的南京保衛戰中，杜聿明裝甲兵團的戰車幾乎全部損失。一九三八年，隨著中國進口武器裝備的增多，國民政府軍事委員會決定擴編裝甲兵團為第二〇〇師，這是中國軍隊的第一支機械化陸軍師，全師兵力約兩萬人，以杜聿明為師長、邱清泉為副師長，廖耀湘為參謀長。這一年的年底，第二〇〇師擴編為新編第十一軍；不久，新編第十一軍番號改為第五軍。第五軍下轄：由裝甲兵團擴充的第二〇〇師，師長戴安瀾，部隊駐紮廣西全州；由抗戰傷愈官兵組成的榮譽第一師，師長鄭洞國，部隊駐紮湖南零陵；由新兵組成的新編第二十二師，師長邱清泉，部隊駐紮湖南東安。再次擴編後的第五軍，軍部直屬部隊有兩個步兵補充團、兩個戰車團和裝甲車搜索團，工兵團、汽車團、重砲團和輜重團各一個，全軍兵力約五萬餘人，是中國陸軍中裝備最好戰鬥力最強的部隊。
此刻，杜聿明的作戰計劃是：“我軍以收復南寧為目的。決於十八日拂曉開始攻擊，先行擊破崑崙關、八塘附近之敵。以主力由公路兩側及其西南地區向崑崙關、八塘包圍攻擊，以一部迂迴八塘敵陣地之右側背，重點保持公路西側，將敵壓迫於七塘附近地區而殲滅之。”具體作戰部署是：以榮譽第一師擔任正面主攻；第二〇〇師為總預備隊，支援榮譽第一師的正面戰鬥；新編第二十二師從右翼迂迴，向五塘和六塘守敵發起攻擊，以截斷南寧與崑崙關間的公路橋樑，孤立崑崙關，使鄭洞國、戴安瀾兩師放膽作戰；第二〇〇師副師長彭璧生率領兩個補充團為左翼，進占七塘和八塘，冊應正面攻擊部隊的行動；軍直屬重砲團、戰車團、裝甲搜索團和工兵團協助主攻部隊作戰；軍汽車團和輜重團擔任糧彈運輸和傷員後送任務。
十七日夜，杜聿明趕赴位於崑崙關附近的第五軍戰鬥指揮所。指揮所設在一個名為高大嶺的製高點上，從這裡可以俯瞰崑崙關戰場全貌。
崑崙關，重巒疊嶂，奇峰聳立。
從南寧向北有兩條公路，一條從南寧往北通向武鳴，在這條路上距南寧約二十公里處，是隘口高峰隘；另一條是向南寧東北方向延伸出去的邕賓公路，為南寧通往桂北的主要通道，沿途散落在公路邊的村莊，以數字排列的一連串“塘”字命名，從“二塘”一直到“九塘”，九塘再往北就是著名隘口崑崙關。在邕賓公路上，從八塘向北直到賓陽縣是一條崎嫗的山路，唐宋以來稱之為“崑崙古道”。其中，距南寧約五十公里的崑崙關，雄踞於古道中央，關口兩山夾立，東面是六五三高地，西面是四四五和四四一高地，關隘險峻，易守難攻。日軍佔領南寧後，如要確保南寧，首先須保崑崙關。
此時，憑險據守崑崙關的，是日軍第五師團的第五騎兵聯隊和第二十一聯隊的第三大隊（森本大隊）。
杜聿明的第五軍將承擔奪取崑崙關的任務。
日本陸軍和中國陸軍中最強悍的部隊，將在廣西腹地的一個隘口撞擊在一起。
十二月十八日，崑崙關之戰正式開始。
凌晨一時，第五軍的重砲和山炮集中火力向駐守崑崙關的日軍開始了猛烈砲擊。日軍在沉寂片刻後，也開始以炮火還擊，雙方的砲戰持續了四十多分鐘，日軍的砲火最終被第五軍的重砲火力所壓制。接著，第一線的榮譽第一師和第二〇〇師官兵向日軍的陣地發起衝擊。日軍無法抵擋如此猛烈的砲火轟擊和步兵衝擊，前沿很快被中國官兵突破。榮譽第一師大多是老兵，久經沙場，作戰經驗豐富，其一團在團長吳嘯亞的率領下，先後攻占崑崙關外圍的仙女山、老毛嶺、四一一等高地；二團在團長汪波的率領下佔領羅塘高地。第二〇〇師五九八團在團長高吉人的率領下，攻占六〇〇和六五三高地；五九九團在團長柳樹人的率領下，隨同戰車部隊沿著邕賓公路逼近崑崙關。與此同時，第五軍的兩翼迂迴部隊也相繼佔領了五塘和六塘。
中國軍隊對崑崙關的猛攻，令日軍第五師團師團長今村均大為吃驚。他立即命令步兵第二十一聯隊聯隊長三木吉之助，率領聯隊部以及一個騎兵分隊、兩個半步兵大隊和機槍、砲兵中隊，從南寧乘坐三十一輛汽車火速趕往崑崙關。一路上，三木部隊強力突破中國幸隊的層層阻擊，於三個小時後抵達九塘。但是，後尾的第二大隊以及補給部隊沒能跟上，在六塘與七塘之間陷入中國軍隊的包圍。
三木吉之助此時還不知道，接下來的日子會令他終生難忘。
當夜，日軍增援部隊從九塘出發，向崑崙關攻擊前進。
十九日拂曉，三木吉之助突然發現，他的處境十分不妙。
在高峰隘方向，中國軍隊正向他的側後迂迴；而在眼前，沿著邕賓公路兩側，中國軍隊四處出擊，已將公路截成了數段。他的部隊不但被割裂在數段公路上，關鍵是他們的後路已經沒有了。
有五六千重慶軍佔據著三面高地，居高臨下箝制著我軍，敵從兩翼高地逐步壓縮包圍圈，並用戰車衝進中央公路。左側第一線的第一大隊勇敢戰鬥，奪取了標高四四五東側的高地，以後就和敵人在三四十米的距離對峙著。右側第一線的松本大隊，一面放著催淚彈一面與來敵展開肉搏白刃戰，反复爭奪陣地。我軍的攻擊受到挫折，並開始感到彈藥缺乏。更不幸的是，那天后方聯絡線也被切斷。聯隊從南寧出發時，第二大隊和聯隊炮、速射砲的彈藥等因車輛不足隨後追趕，今晨被優勢敵人阻攔在六塘以西兩公里的地方。六塘至七塘之間的橋樑也在今晨被重慶軍燒毀。警備七塘的小隊已被二三百重慶軍包圍著，翌二十日，隨後趕來的第十二中隊也在五塘附近被六百名敵人阻住。這樣一來，在攻擊的頭一天，聯隊即在突出在南寧五十公里以外的崑崙關，完全被孤立起來。
十九日，圍繞著崑崙關主戰場，雙