1944年8月，日軍侵占湖南衡陽后，為準(zhǔn)備進(jìn)占廣西桂林、柳州，日軍成立第6方面軍，以岡村寧次為司令官，出動第11軍橫山勇第3、第13、第37、第40、第58、第116師團(tuán)，及戰(zhàn)車、重炮聯(lián)隊，共6個師又1個旅，于8月29日由衡陽沿鐵路向湘桂邊界推進(jìn);以第23軍2個師團(tuán)又1個獨立混成旅，于9月6日由廣東清遠(yuǎn)等地沿西江向廣西梧州進(jìn)攻，另1個獨立混成旅由廣東遂溪向廣西容縣進(jìn)攻。

岡村寧次奉命指揮第11、第23軍、第2飛行團(tuán)(飛機(jī)約150架)和第2遣華艦隊一部，共約16萬人，在南方軍一部配合下，以打通桂越(南)公路為目標(biāo)，向桂林、柳州進(jìn)攻。中國第四戰(zhàn)區(qū)司令長官張發(fā)奎指揮第二十七、第十六、第三十五、第二十七集團(tuán)軍，及第六戰(zhàn)區(qū)孫連仲第二十四集團(tuán)軍、湯恩伯、封裔忠兵團(tuán)，共9個軍、2個桂綏縱隊、空軍一部(飛機(jī)217架)，共約20萬人，在黔桂湘邊區(qū)總司令部的3個軍支援下，以分區(qū)防御抗擊日軍。日軍第11集團(tuán)軍攻占全州，隨后調(diào)整部署，準(zhǔn)備攻擊桂林。日軍第23軍陷梧州，相繼攻占平南、丹竹和桂平、蒙圩。

第四戰(zhàn)區(qū)鑒于全州地區(qū)日軍尚無行動，遂調(diào)整部署，將所部編組為桂林、荔浦、西江3個方面軍，南寧、靖西2個指揮所，以大部兵力國軍第31軍桂系中將軍長賀維珍部2萬兵力固守桂林，集中一部兵力先擊破西江方面之?dāng)场５?4軍配屬桂綏第1縱隊向進(jìn)占桂平、蒙圩之日軍獨立混成第23旅實施反擊;另以第135師等部向平南、丹竹攻擊，策應(yīng)反擊。日軍第23軍主力逼近武宣，中國軍隊遂停止反擊退守武宣。與此同時，日軍第11軍突破桂林、荔浦方面軍的防御陣地，主力進(jìn)抵桂林城郊;一部向柳州進(jìn)攻。第四戰(zhàn)區(qū)將3個方面軍編組為左、中、右兵團(tuán)，集中兵力保衛(wèi)桂、柳。日軍第40、第58、第37師和第34師團(tuán)一部，向桂林城發(fā)起總攻。

同日，日軍第23軍第104師團(tuán)、第11軍第3師團(tuán)及第13師團(tuán)突破中央兵團(tuán)的防御陣地，攻向柳州。防守桂林城區(qū)的中國軍隊撤退，部分在撤退途中被俘，桂林陷落;守軍除第16集團(tuán)軍副總司令韋云淞、第31軍軍長賀維珍率一部分幕僚逃出以外，桂林防守司令部參謀長陳濟(jì)恒、第31軍參謀長呂旃蒙、第170師副師長胡原基、第131師第392團(tuán)團(tuán)長吳展等以下官兵2400余人在戰(zhàn)斗中犧牲。31軍131師少將師長闞維雍拒絕撤退，于陣地拔槍自盡忠烈殉國。據(jù)日軍第11軍統(tǒng)計，桂林戰(zhàn)斗中，中國軍隊陣亡5665人，被俘13151人，被日軍繳獲各種口徑的火炮156門、重機(jī)槍110挺、輕機(jī)槍359挺、步槍2737枝。

第二十四集團(tuán)軍、司令湯恩伯、參謀長封裔忠兵團(tuán)接到要固守柳州的命令后，以急行軍于當(dāng)夜到達(dá)指定位置，當(dāng)即進(jìn)行防御部署：令第37軍在象縣以北掩護(hù)主力向柳州轉(zhuǎn)進(jìn)，令第188師在柳州以北、以東的長塘、東泉各附近掩護(hù)柳州側(cè)背安全，令第26軍防守柳州，令第20軍控置于柳州西車站附近待機(jī)。第26軍以第41師守備柳州東面和北面，第44師守備西面和南面。8日，日軍第13師團(tuán)及第3師團(tuán)分別進(jìn)至柳州以北6公里處和柳江東岸，第23軍的第104師團(tuán)先頭第161聯(lián)隊進(jìn)至柳州南約18公里的四方塘(第22師團(tuán)仍在貴縣北龍山地區(qū))。楊森急令第20軍的第134師在柳州西岸擔(dān)任河防，并以一部占領(lǐng)鵝山，以加強(qiáng)防守力量。9日，日軍第13師團(tuán)、第3師團(tuán)分由柳州以北、以東和東南發(fā)動總攻。當(dāng)日中午，日軍第3師團(tuán)的第34聯(lián)隊由三門江附近強(qiáng)渡柳江，進(jìn)至西岸;第13師團(tuán)先頭第104聯(lián)隊攻入柳州北部;第104師團(tuán)先頭第161聯(lián)隊第3大隊亦進(jìn)至柳州機(jī)場南側(cè)。10日凌晨，日軍第3師團(tuán)第34聯(lián)隊與第104師團(tuán)第161聯(lián)隊第3大隊攻占柳州飛機(jī)場。美國陸軍航空隊支援戰(zhàn)機(jī)30架及桂林機(jī)場遭日軍擊毀;堅守柳州城區(qū)的第26軍傷亡過半，奉命撤離，柳州失守。隨后，日軍第3、第13師沿黔桂鐵路(都勻-柳州)向西北進(jìn)攻;第23集團(tuán)軍沿柳邕公路(柳州-南寧)向西南進(jìn)攻攻占南寧。

日軍南方軍第21軍一部從越南突入中國，向廣西綏淥(今屬扶綏)進(jìn)攻。沿黔桂鐵路進(jìn)攻的日軍攻至貴州獨山，遭黔桂湘邊區(qū)總司令部部隊的反擊，撤回廣西河池。日軍第21軍與第23軍各一部在綏淥會合。至此，大陸交通線全部打通。

會戰(zhàn)結(jié)果

戰(zhàn)術(shù)上日軍在初期訂定戰(zhàn)術(shù)正確，因此在整體作戰(zhàn)上幾乎達(dá)到成功，就結(jié)果而言也達(dá)到了一開始預(yù)定的作戰(zhàn)目標(biāo)，但是日軍從開戰(zhàn)時即出現(xiàn)的兵力不足問題在此場全面性會戰(zhàn)中再次暴露，雖然有效打擊了國民革命軍戰(zhàn)力(以中路作戰(zhàn)擊潰第九戰(zhàn)區(qū)薛岳所駐防之長沙最為明顯，第九戰(zhàn)區(qū)到戰(zhàn)爭結(jié)束前再也無力作戰(zhàn))，但是無法有效占領(lǐng)領(lǐng)土之下最后仍然自行撤出部分地區(qū)，而日軍于南路沒有擊潰第四戰(zhàn)區(qū)兵力的結(jié)果種下隔年湘西會戰(zhàn)日軍慘敗的因子。