由于淮河泛滥，不方便军事作战，因此进攻路线向南修正，沿着大别山由东向西进攻，在攻克平汉铁路之后，再向南旋转切入武汉，与南路日军会师，以对武汉的华军进行合围。另外华中派遣军控制四个师团作为预备队，以及三个飞行团的支持兵力、一个海军舰队，兵力为十四万人。两支日军以南北平行运动的钳形攻势，直扑武汉，但是以兵力与支持而言，日军进攻的重点是放在南路的长江作战上。
  这时蒋介石为了在武汉迎击日军，特别设立了武汉卫戍司令部，由陈诚出任司令，在长江南岸再设立第九战区，司令官也由陈诚出任，统帅了薛岳的第一兵团，张发奎的第二兵团，主力集结在鄱阳湖以西地区的长江南岸，在侧翼迎击日本第十一军的攻势，而对抗沿大别山与长江北岸进攻的日军之责任，蒋介石仍然交给第五战区的李宗仁负责（李因病而由白崇禧代理前半段的指挥）统帅孙连仲的第三兵团负责在大别山御敌，李品仙统帅的第四兵团则在长江北岸抵抗日军的攻势。
  蒋介石这次的作战指导方针，更为明确地接近以空间换取时间的战略构想，就是设法在日军进攻的沿途，不断地进行抵抗，并且进行后退包围以及侧翼的伏击，但是不到必要时，不进行主力、正面的决战。因此武汉会战的主战场不在武汉城市的保卫战，而在武汉外围的消耗战，华军作战的目的在争取消耗日军，而非击败日军或是真正的保卫武汉。就战略指导的层次而言，中国方面的表现真是进步神速。而日军大本营知道这次深入武汉作战，主要是扩大日军在中国的控制空间，将国民政府逼到地方边陲地区，同时摧毁蒋介石的再生战力补充路线，如此可以方便建立汉奸政府，达成日本“以战养战”的战略目标。由于负责南路进攻的日军，需要从徐州附近调回作战部队，同时要在九江集结之后，才开始进攻武汉，因此需要在一个月以前，现在长江南北两岸进行序战准备。至于在北路担任攻击武汉的日本第二军，参战的各个部队，本来就在淮河与黄河之间，在合肥集结是非常方便的，因此就先进行整训，等待攻击发起的时机。负责在南路进攻的日本第十一军，在大本营还没有下达汉口攻略的作战指令之前，就已先在六月十二日，抢先登陆安庆发动了序战攻势，然后十一军兵分两路，具有两栖作战装备的波田支队领军，沿着长江水道西上，在华军部队换防与接应不当的情形下，轻易地一举击破江防重镇马当要塞，接着迅速穿过彭泽，准备直逼九江；另外一支在江北的日军第六师团（稻叶四郎），则在长江北岸的陆路，不断地向东突进，沿着潜山、太湖、直攻黄梅。由于日军在汉口攻略开始的江南序战之时，作战意外地顺利，因此日方甚至认为，只要一个月，就可以攻下武汉。这个轻敌的想法，又要让日军付出极大的代价。南路的日军指挥官冈村宁次，知道指挥这场会战，对于自己前途的关系非常重大，他不但希望能够首先攻克武汉，更想能够漂亮的在攻克武汉之时，歼灭华军大部分的主力。因此冈村宁次把攻克武汉的决战目标，放在长江南岸，因为他知道华军第九战区的主力兵团，就在九江与南昌之间布防。假如自己能够在此歼灭华军部队，就可以大胆地迂回攻击粤汉铁路上的贺胜桥一带，截断华军从武汉南撤的通路，从侧后方包抄武汉。事实上，冈村宁次也是有些担心，假如自己的部队沿着长江一路的深入武汉，会给留在江西的华军部队，有机会侧击自己的补给线。这正是陈诚与薛岳的作战计划，逼日军必须分散兵力，防范在江西集结之华军的企图。
  25.4 庐山的死亡阵地
  七月二十二日，冈村宁次的部队，突击登陆长江南岸的九江附近据点姑塘，与华军爆发激烈的战斗，华军的第四军、五十二军、六十四军、六十六军早有反击的准备，中日双方在星子到德安地区爆发空前的激战。日军第一○六师团，被钉在金官桥阵地，日军无论如何的猛攻，都无法突破华军阵地。华军在造成日军大量的伤亡之后，仍然坚守不退，这时冈村宁次大感震惊，于是干脆一不做二不休的下令日军，毫无限制地大量使用毒气进攻华军，但是纵然如此，日军仍然无法攻克德安，也无法顺利沿着长江南岸，朝向武昌进攻。冈村宁次因此再调日军一○一师团，在星子登陆，企图侧击华军阵地，但是华军的七十军军长李觉，率部固守庐山的险峻地形，发挥血战不退的作战意志，在长达四十一天的作战中，不管日军用尽一切的手段，当然包括毒气、飞机轰炸与炮舰的火力支持，就是无法突破华军阵地，反而造成进攻日军近乎歼灭性的损伤。冈村被迫再调第九师团支持作战，但是仍然无法打开战事的僵局。日军在江西北部的长江沿岸，已经陷入死亡阵地的僵持局面：日军三个参战的师团，都打到近乎失去继续作战能力的状态，这三个师团需要补充的兵员，甚至超过了原有的建制。
  在中日两军队阵之时，长江地区正好发生严重的瘟疫，不但日军受到感染，华军更是因为普遍的缺乏医药，病死的战士极多。不过南路日军在长江北岸的战事却进展较大，日军第六师团一路进攻，终于在八月三日攻克黄梅。这时白崇禧眼见长江北岸的日军过于深入，于是出动华军攻击日军的后方补给线，准备包抄第六师团。白崇禧指挥华军第七军（张淦）、第十军（徐源泉），在八月二十七日攻克日军后方的潜山与太湖，然后下令江北的华军，围攻在黄梅集结的日军第六师团，准备造成另外一次的台儿庄大捷。这次白崇禧的战略布局虽然高明，但是华军兵力的运用，却没有充裕与足够的筹码（当初李宗仁得到了蒋介石倾全国军力的支持，现在白崇禧却面对华军在全线激战，已经没有重兵可以投入的情况）；更为不利的是，长江对于华军是障碍，对于拥有绝对优势海军的日本而言，却是救命的动脉。白崇禧虽然成功地切断日军第六师团的后路，但是日军却由长江支持、补给第六师团。冈村宁次更非等闲之辈，他立刻调动三个支队，加入第六师团，以进行反击战，因此华军被迫后撤。日军于是乘胜追击，对于江北的战略要地广济发动攻击。广济之战进行了八天八夜，整个阵地在中日两军之间，也是几度易手，最后才在九月六日，被日军攻占。这时攻占广济的日军与沿江西上的日军，开始两面合围田家镇。华军在此设有江防的要塞阵地，但是这个要塞在设计的时候，发生严重的错误，
  只考虑到迎击由长江一面的作战需要，而在侧后的防御上，几乎没有任何坚固的防御设计。华军在江防要塞上，对于正面进攻的日军，产生极大的杀伤力，但是当日军从广济迂回攻击田家镇之时，整个要塞就无法发挥应有的防御功能。日军第二十七师团，此时又先攻克了田家镇南岸的对应阵地，因此田家镇终于在九月二十九日，中国守军在弹尽援绝之下，被日军所攻陷，于是沿长江进攻武汉的南路日军已经打开了通往武汉的大门，不过日军的攻击力量，也到了暂时无法继续作战的地步。
  25.5 万家岭大捷
  由于冈村宁次对于在鄱阳湖口的作战，一直无法击败薛岳与张发奎的部队，仍然感到不安，于是决定要在江西北部捕捉与歼灭华军薛岳的主力。冈村宁次一面继续对德安战线，施加正面的压力，一面出动军队，先猛攻右翼的瑞昌，然后向南旋转，迂回深入地突进，企图包抄华军德安战线的后方，以围歼在此力战不退的守军。但是负责迂回攻坚任务的日军第一○六师团，却在九月三十日，在瑞昌西南方的万家岭迷路，因而立刻受到薛岳部队主力的包围。这次薛岳决心完歼这支单独深入的日军，因此立刻调动华军部队，由吴奇伟指挥第四军（欧震）、二九军（李汉魂）、六十六军（叶肇）、七十四军（俞济时）发动联合攻势，设法围歼第一○六师团。中日双方在万家岭血战十四日，其中以七十四军（俞济时）
  担纲，牺牲最大，特别是五十八师（冯圣法），更是打到全员上阵的地步，最后连军长俞济时都亲率警卫营支持作战，而受困的日军一○六师团，一直无法打开战线缺口；外围的日本援军受阻，也无法打破包围圈驰援。因此日军一○六师团逐渐感到弹尽援绝地威胁，被华军围在几公里方圆的阵地之中，几乎已经遭到华军的围歼了。万家岭战局的发展，不但受到中外媒体的广泛注意，甚至引起日皇裕仁直接地关切，因为日本自从建军以来，还没有遭到整个师团被围歼的败绩。在日皇、军部以及华中派遣军司令部的高度关切之下，冈村宁次当然更是想尽一切的办法，来设法救援一○六师团，但是仍然无法达成任务。这时华中派遣军司令官田俊六只有亲自介入指挥，他不但把所有能出动的空军，都派到万家岭上空，支持与掩护受困的一○六师团，并且紧急出动所有华中派遣军所控制的预备队，组成三个支队，不惜一切代价地投入战场，以救援被困的日军。
  事实上，被华军包围的日军一○六师团长淞浦淳六郎中将，几度已经到了准备焚烧军旗，并且要切腹自杀的最后关头。中日两军在万家岭决战的最后两天当中，都分别组织了上百组的敢死队，进行最后的短兵相接的战斗。日军华中派遣军甚至组织了两百人的军官团，空降到日军一○六师团的阵地给予支持。