作为武汉攻略中担负外围侧翼掩护牵制任务的第二军四个师团虽然遭到第一、五战区的激烈顽抗，凭借着猛烈的火力和娴熟的单兵技能，战线仍不断西移1,。
白崇禧、李宗仁、程潜集合了两大战区50余万人在合肥到潢川、潢川到信阳、潢川到新蔡、潢川到黄陂、信阳到广水之间的公路附近依托地形居高临下修筑了大量坚固阵地1,。
三人吸收了第九战区许多成功的经验，取消所有军以上指挥机关，划分为两个兵团各八个军分别负责安徽、河南两地，战区司令部直辖六个军战略机动。制定了依托丘陵山地坚固阵地层层拦截、侧翼袭扰、适时突击、敌后破坏等新式战法。
先期发起进攻的第3师团攻击六安过程中藤田近中将感觉中**队与以往历次战役相似还是分兵把口、各负责一段层层拦截的阵地防御手段，一般坚持一天就会撤退。他对这样的打法很熟悉，淞沪、南京、蚌埠、宿县都是如此，都被皇军一一突破。
他不屑一顾地命令部队大胆进攻，反复穿插，尽快打到潢川。虽然道路破坏严重，第5旅团旅团长上村干男少将依然带领川并密大佐第6联队攻到金寨。
但随着深入到第五战区情况渐渐发生变化，攻击到叶家集、史河、富金山时遭到孙连仲第三兵团于学忠51军、冯治安77军两个军的交替拦截。.两部占据地形开挖了大纵深宽正面的战壕体系。兵员分散、火力后置、交叉掩护富有韧性和弹性。有效抵御炮火飞机的杀伤力，对坦克也有较强的防护作用。
第三师团的进攻不得不缓慢停顿下来，连续三天顿足在叶家集外的堑壕前，付出重大伤亡后渡过史河在富金山一线又被徐源泉的第十军、杨森的二十军死死挡住。两只被稻叶四郎、波田重一打的丢盔卸甲的杂牌军像是被施了魔法般坚守阵地异常顽强。
而42军冯安邦、30军田震南两个军以团为单位不停的出现在侧翼后路，在史河两侧远远地放炮骚扰、伏击小股侦察搜索、辎重后勤部队、破坏道路、埋设爆炸物，来自潢川的中国空军使用帝国飞机频繁进行战场支援，让3师团陷入困境。
随后赶到的13师团在荻洲立兵中将率领下快速增援，无奈道路破坏严重、爆炸物不断，等他们赶到时，第三师团已经伤亡过半1,。加上战前损失的加藤鈅平68联队，第三师团不得不原地休整等待补充。
华北遭受重创的第一飞行团经过长期补充恢复了战斗力，三个飞行大队一个**中队在山濑昌雄少将率领下进驻合肥机场，为进攻部队提供空中支援。三个战斗机中队连续对潢川机场进行突击。展开了四场激烈空战，相同的装备一方有技术优势一方有拼命精神，互不相让殊死搏杀，最终两败俱伤，谁也没有取得战场制空权。
蒋先生眼见陈海松支援的30架飞机损失殆尽，苏联伊-15、16飞机性能不占优势，不得不以支持包头工业建设为名再次拨款五百万元换取八路军三个中队36架飞机支援。刚刚回到包头的薛云龙不得不组织精兵强将重返武汉前线。
陆军特种兵出身的薛云龙主管空军后，把特种作战理论搬上了蓝天，在地面特战队无线电引导下下，夜袭合肥机场将第一飞行团再次重创在地面。
13师团一连攻打了10天。无法突破，后来失去空中掩护更加艰难，反倒被奉命调回的宋希濂71军36师、88师打了个夜间突袭，损失了一个步兵大队、两个炮兵大队。此时天气炎热，霍乱爆发，非战斗减员大增，两师团连番恶战、元气大伤、急需补充。
稔彦亲王司令官接连受挫将近半个月未能抵达潢川倍受大本营责难，情急之下命令刚刚抵达合肥准备投入侧翼包抄的的筱塚义男中将的第10师团前往支援，考虑到空中力量单薄。请求南京的第五飞行团前来夺取制空权。
上海的第5舰队司令盐泽幸一中将对本舰队小型炮舰大部被偷袭击沉大为光火，命令无法进入内河的航空母舰苍龙号第14航空队飞机约40架移至合肥陆上机场参加作战。第五飞行团也派出高雄航空队12架战斗机9架轻型轰炸机前来增援。
几番较量后。年轻的八路军空军部队面对性能优异的舰载机和经验老道的飞行员渐渐不支，损失飞机28架，牺牲飞行员19名，根据陈海松命令被迫退出潢川撤往皖南1,。
夺回空中优势的日军立即展开猛烈攻击，第10师团虽在台儿庄受创。日军后备兵员充足补充快捷恢复迅速，一个月后33旅团第63联队就在禹王山击破了滇军4万人。重现常备师团的强悍战斗力。
得知对阵的是老对手孙连仲，10师团上下群情激昂立誓要打碎‘孙钢头’洗雪台儿庄被迫转进的耻辱，攻击相当悍勇，加上飞机支援、配属了野战炮兵第5旅团和野战重炮兵第10联队，威力大增，终于驱散了富金山一线的拦截，顺势攻进河南。
而孙连仲所部八个军不仅实现了阻敌20天的战略任务，还重创了三个精锐师团，得到了蒋先生、第五战区长官部的赞扬，鉴于伤亡过大、后方防线已成，奉命退入大别山中，扼守商城到麻城进入湖北腹地的山中捷径。
攻入河南的第二军在淮河南岸到大别山前丘陵地带继续西进，在潢川一线撞上李品仙第四兵团川军、桂军、湘军、中央军八个军的第二道拦截阵地。三个师团再受重创。兵力不足一半，弹药消耗极大，个别中队仅剩40多人。