此时，从湖南转进的第２７集团军（第２０、第２６、第３７军）及第６２、第７９军与由粤西（第七战区）西移的第６４军正陆续自南、北两面先后进入广西境内。各部队因久战，实力尚不及编制的四分之一；又因行动迟缓，未能如期参加外围战斗，因而日军得以分进合击之势向桂、柳步步逼近。１０月初，兴安、平南及丹竹机场弃守，桂、柳即陷于两面受敌的不利态势之下。
１０月９日，第四战区调整部署，将现有部队组编为４个兵团： 桂林方面军（第１６集团军兼总司令夏威下辖第４６、第３１、第９３、第７９军共９个师），以１个军担任桂林固守，１个军控置于良丰、葡萄、白沙间地区，２个军担任桂林外围及桂穗公路的掩护；荔浦方面军（第２７集团军兼总司令杨森，下辖第２０、第２６、第３７军及湘桂边境区总指挥部，共５个师、１个师管区），一部任敌后袭拢破坏，一部在蒙山以南及阳翔、沙子坪、二塘各附近警戒，主力配置于平乐、荔浦、新圩间地区；西江方面军（第３５集团军总司令邓龙光，第１６集团军副总部、３个师、１个团及２个纵队），主力配置于桂平、大湟江口、东乡间地区，一部配置于六陈、麻垌附近；战区直辖兵团（第６２、第６４军，共４个师），控置于柳州、三江街以北地区。
１０月１１日，日军独立混成第２３旅团强渡邕江至西岸，于１２日占领桂平、蒙圩，第１０４师团一部亦西迫大湟江口。第四战区为确保柳州并掩护黔桂路安全，决定转用兵力于西江方面，先击破桂平方面日军，解除柳州侧背威胁，于１０月１３日制订了攻击计划，于１６日作为命令下达。其主要内容为：〔２７〕
战区以确保桂、柳，并掩护柳州空军基地之目的，决以有力兵团于荔浦、桂林各附近地区拒止湘桂路及龙虎关方面之敌，以优势兵力集结于武宣东南附近地区，先击破进犯西江之敌，以利尔后作战。西江方面会战日期，预定１０月２０日以后。
……
各兵团之任务及行动如次列：
（１） 西江方面军有击灭西江方面敌人之任务。以一部在江口圩及金田村南北之线占领阵地，拒止敌人，以掩护我主力之集结及进出，并特对黔江控制、封锁敌利用该河道。以有力一部配备于贵桂、石龙一带及其以南地区，对于桂平、社步、下湾渡河北犯之敌，相机予以击攘，掩护主力之进出。不得已时，亦须确保蓝田村、牛蕴及上龙村各隘口，以利主力军之作战。
第九部分：走向最后的胜利豫 湘 桂会战 18
转用葡萄附近及修仁附近之各１个军，利用铁道输送及徒步行军，迅速向桐冈乡及通挽乡附近地区集结，并限于１０月１９日前完毕及完成会战准备。尔后，主力保持于右翼，对敌攻击，压迫于黔江与浔江而歼灭之。
（２） 荔浦方面军以一部固守阳朔，以主力在平乐、荔浦间地区拒止敌之进犯，并竭力予以迟滞、消耗。不得已时，应确保修仁高地一带之要地。另以有力一部进出蒙山、大旺，攻击平南及其以西之敌，以使西江及荔浦两方面之作战容易。
（３） 桂林方面军有固守桂林之任务。以主力之一军固守桂林，以一师位置于良丰附近，另以有力部队位置于桂林西北侧地区，占领阵地，与防守军协同，极力击攘进犯之敌。不得已时，除防守军应确实固守桂林外，其余应确保永福要地及百寿方面通桂林方面之后路，以确保桂林之交通。并应先以有力部队，沿湘桂路、大溶江、灵川道极力打击、迟滞、消耗敌之进犯，以挫折敌之企图，尔后转移于桂林西北地区，协力防守军之作战。
１０月２１日，西江方面军不待第４６军到达，即以第６４军及桂绥第１纵队开始向桂平、蒙圩日军独立混成第２３旅团发动猛攻。与此同时，第３７军及桂绥第２纵队亦向平南日军第１０４师团发动进攻。进攻开始前和开始后，中、美空军分批轮番向日军轰炸及扫射，以支援地面部队的攻击。当天即攻占了蒙圩附近的几个村庄，日军独立步兵第１２９大队大队长野野木文雄中佐被炸死。激战至１０月２６日傍晚，日军第１０４师团攻占大湟江口。２８日，日军第２３军集中全力向西江方面军进攻，第６４军及第３７军等开始由攻势作战转为守势作战。直至１０月３１日，日军虽集中全力进攻，仍毫无进展。此时，日军第１１军已沿湘桂路南下逼近桂林。第四战区见形势已经逆转，决定放弃桂平附近的作战，将所有兵力向桂、柳附近集中。日军第２３军的第２２师团于１１月３日占贵县，第１０４师团于４日占武宣，亦已逼近柳州。桂林、柳州外围战斗结束，转入桂林、柳州的保卫战斗。
２ 桂、柳 战 斗
１９４４年１０月２６日，日军第６方面军下达作战命令，令第１１军和第２３军按照１０月７日的作战计划，向桂林、柳州发动进攻。日军第１１军为在开战之始即占领桂林、柳州间要点，以分割桂林、柳州的中国军队。２６日即令第３师团攻占平乐、荔浦，令第３７师团攻占恭城、阳朔。１０月２８日，处于湘桂路正面的日军第５８师团发现当面守军有动摇、退却的征候，第１１军遂决定迅速攻占桂林，当即下令各部队迅速向桂林突进： 以５８师团为主攻部队，在重炮兵第１４联队、第１５联队、独立野炮兵第２联队、独立重炮兵第６大队、战车第３联队配合下从灵川急进，向桂林的北门和西门进攻；第４０师团配属独立山炮第２联队，从兴安附近前进，向桂林东门进攻；第１３师团从灌阳前进，向桂林南门进攻；第３４师团的第２１８联队从寨墟前进，向桂林西南郊进攻。至１１月１日，第５８师团进抵北门外火车站附近及城西北的五权村；第４０师团攻占城东５公里处的欧家村；第２１８联队进至城西北２５公里处；第１３师团进至城南２０公里处的良丰圩、奇峰镇一带；第３７师团及第３师团分别进至恭城西南及平乐以东地区。
日军第１１军在包围桂林过程中发现当面守军兵力极为薄弱，与制定进攻计划时的情况变化甚大，判断守军已集中兵力阻止广东方面的第２３军，因而决定乘机以第３、第１３师团快速向柳州进攻，以早日攻占柳州及其附近的空军基地，当即改令第３师团从荔浦向西经修仁向柳州南的柳江前进；令第３７师团接替第１３师团从南方攻击桂林，第１３师团西经永福向柳州北的柳城及其以南三岔车站前进，尔后由南北合击柳州。至１１月６日，日军第１１军主力已对桂林完成包围，其第３、第１３师团在占领阳朔、荔浦，并于修仁以东击退守军第２０军及第３７军一部后，亦已进至柳州东约７０公里的岔路口及柳州北约６０公里的中渡。
第四战区为挽回颓势，决心于桂、柳之间与日军决战。７日下达作战命令，调整部署。其主要内容为：〔２８〕
（１） 战区以确保桂、柳，并掩护黔桂路之目的，各以有力一部固守桂、柳，主力沿红水河及其以北地区占领阵地，吸引敌人于柳州近郊，然后转移攻势而击灭之。
（２） 第３５集团军指挥６２、６４军及１６集团军之桂绥２纵队为右兵团，以有力一部沿红水河北岸、柳江西岸守备要点，并以一部于红水河南岸地区掩护通宜山要道，主力在良塘乡（穿山西北）、穿山附近占领阵地，拒止敌人；并适时控置有力一部，准备策应各方面之作战。
（３） 第２７集团军指挥２０、２６、３７军及１８８师，为中央兵团，以主力固守柳州，非有命令不得撤退；以有力一部于柳州以东地区连系右兵团，于以北地区连系左兵团，拒止敌人。必须确保柳江西岸要地，以掩护黔桂路及宜山之安全。
（４） 第１６集团军指挥桂林防守军（３１军）、７９军、９３军及新１９师为左兵团，以桂林防守军固守桂林，其余连系中央兵团，在太平乡、三皇乡各附近地区占领阵地，拒止敌人，并以一部掩护古寿通往长安镇之要道。
（５） 第４６军控置于三都附近。
（６） 各兵团务于１１月１０日前部署完毕。
第九部分：走向最后的胜利豫 湘 桂会战 19
战区司令长官部于下达命令后即由柳州撤至宜山。事实上此时桂林已被包围，各部队尚未来得及按照命令重新部署，日军第１１军的第３、第１３师团即已进至柳州附近；第２３军已攻占象县，突破守军第６２军阵地，渡过红水河，占领来宾，逼近柳州。仅第２０、第２６军于７日夜以急行军从第一线撤至柳州；第３７军由象县撤至柳州以南。
日军第１１军于１１月７日夜下达了９日拂晓开始攻击桂林的命令。第四战区防守桂林的部队为１６集团军副总司令韦云淞指挥的２个师： 第３１军的第１３１师防守城北半部及城北、城东郊区；第４６军的第１７０师防守城南半部及城南、城西郊区。日军为在总攻之前取得有利的态势，１１月４日夜开始向外围据点实施攻击，桂江以东的屏风山、普陀山、七星岩、月牙山，城北的平头山，城西的茅草头、磨盘山及城南的斗鸡山、将军山等均被日军攻占，日军各师团全部占领了有利的进攻出发地位。城东第４０师团的第２3６联队于８日夜即已在中正桥以北强渡漓江，突入市区，进行巷战。９日凌晨，日军从四面发起猛攻。第５８师团在大量炮兵及航空兵掩护下，以坦克为先导，连续攻占虞山、凤凰山、扁崖山各据点。守军全部壮烈牺牲。激战至９日夜，桂林四周日军均已突入城区，守军逐次被压迫于核心阵地。此时，防守南部的第１７０师发生动摇，乘夜暗向城西南方向撤退。撤至城郊时，先头部队与迟到的日军第３７师团一部遭遇，被俘１０００余人，后续突围部队又返回城内。苦战至１０日下午，桂林全城被日军占领。守军除第１６集团军副总司令韦云淞、第３１军军长贺维珍率一部分幕僚逃出以外，桂林防守司令部参谋长陈继恒、第３１军参谋长吕旃蒙、第１７０师副师长胡原基、第１３１师第３９２团团长吴展等以下官兵２４００余人在战斗中牺牲。第１３１师师长阚维雍率所部巷战至最后，抱着与阵地共存亡的决心自杀殉国。据日军第１１军统计，桂林战斗中，中国军队阵亡５６６５人，被俘１３１５１人，被日军缴获各种口径的火炮１５６门、重机枪１１０挺、轻机枪３５９挺、步枪２７３７枝。
第２７集团军接到战区１１月７日改为中央兵团、固守柳州的命令后，以急行军于当夜到达指定位置，当即进行防御部署： 令第３７军在象县以北掩护主力向柳州转进，令第１８８师在柳州以北、以东的长塘、东泉各附近掩护柳州侧背安全，令第２６军防守柳州，令第２０军控置于柳州西车站附近待机。第２６军以第４１师守备柳州东面和北面，第４４师守备西面和南面。８日，日军第１３师团及第３师团分别进至柳州以北６公里处和柳江东岸，第２３军的第１０４师团先头第１６１联队进至柳州南约１８公里的四方塘（第２２师团仍在贵县北龙山地区）。杨森急令第２０军的第１３４师在柳州西岸担任河防，并以一部占领鹅山，以加强防守力量。９日，日军第１３师团、第３师团分由柳州以北、以东和东南发动总攻。当日中午，日军第３师团的第３４联队由三门江附近强渡柳江，进至西岸；第１３师团先头第１０４联队攻入柳州北部；第１０４师团先头第１６１联队第３大队亦进至柳州机场南侧。１０日凌晨，日军第３师团第３４联队与第１０４师团第１６１联队第３大队攻占柳州飞机场。守军奉战区命令放弃柳州，向柳州以西山地撤退。日军占领柳州。
３． 独山、南宁战斗
第四战区弃守柳州后，部署第２７、第１６、第３５集团军在宜山南北一线重新组织防御。一方面由于撤退时部队已混乱，一方面由于日军第１１军实施跟踪追击，未俟防线形成，日军第３、第１３师团即于１５日攻占宜山。紧接着第１０４师团于１７日占忻城，２１日第１３师团占金城江。２１日，第１１军令第１３师团向独山追击，令第３师团向都匀追击，将该两地交通设施及军用物资全部、彻底毁坏后返回广西。日军第１３师团于２４日在野车河一带遭到第９７军的坚强阻击