1944年夏中日雙方在衡陽激戰(zhàn)之時，日軍在太平洋上的塞班島和緬甸戰(zhàn)場上的英帕爾兩地連遭敗績，而攻占衡陽又比原計劃晚了一個月。為此，新成立的日軍第六方面軍不得不調(diào)整原來的湘桂戰(zhàn)役第二階段在廣西境內(nèi)的作戰(zhàn)計劃，決定第二十三軍于9月上旬從西江地區(qū)發(fā)起攻勢，于10月下旬前作好進(jìn)攻柳州的準(zhǔn)備，第十一軍從衡陽南面展開攻勢并攻占全州后，于10月下旬前作好進(jìn)攻桂林的準(zhǔn)備，該兩軍于11月上旬開展包圍攻勢，圍殲桂、柳附近的中國軍隊，并攻占桂林、柳州等地^[1]。
日軍第十一軍于9月上旬占領(lǐng)零陵后，以第十三、第四十、第五十八師團(tuán)繼續(xù)向湘桂邊境推進(jìn)，并于9月11日越過省境后至全州北面。駐扎于廣東的第二十三軍也于9月上旬沿西江逼近廣西。日軍兩個軍從北、東兩面對桂北中國軍隊形成合擊之勢。
駐守廣西的是第四戰(zhàn)區(qū)。此時第四戰(zhàn)區(qū)兵力單薄，僅七個師約六萬人，而其中過半兵力剛參加了長衡會戰(zhàn)，戰(zhàn)力并不充實^[2]。國民政府方面在衡陽被攻占前已判斷日軍必將繼續(xù)攻打桂林、柳州地區(qū)。8月24日，軍令部向第四戰(zhàn)區(qū)及第七、第九戰(zhàn)區(qū)頒發(fā)作戰(zhàn)指導(dǎo)，要求在日軍大舉侵桂時，第四戰(zhàn)區(qū)以“主力死守全州”,日軍如深入桂林附近，則調(diào)集軍隊“協(xié)力守軍包圍殲滅之”;第七戰(zhàn)區(qū)除留一部固守梧州并準(zhǔn)備攻擊沿西江西進(jìn)之?dāng)惩?，另?zhǔn)備以一部適時參加桂林決戰(zhàn)；第九戰(zhàn)區(qū)部隊則積極夾擊側(cè)擊進(jìn)犯日軍^[3]。
南犯的日軍第十一軍進(jìn)入廣西境內(nèi)的第一個目標(biāo)就是桂北重鎮(zhèn)——全州。全州此時是國民政府在西南地區(qū)重要的物資補給點，存有彈藥糧草等各種作戰(zhàn)物資。因此，蔣介石在8月底、9月初兩次直接電令守衛(wèi)全州的第九十三軍軍長陳牧農(nóng)：“以主力固守全州”,“迅速完成作戰(zhàn)諸準(zhǔn)備”,“糧草及其他戰(zhàn)斗資材之準(zhǔn)備，雖以二個月為基準(zhǔn)，但須以極激烈之戰(zhàn)斗計算，并須將可能之轟炸損耗計入，務(wù)期在敵人斷續(xù)攻擊之下，能固守三個月以上”^[4]。擔(dān)任全州防守任務(wù)的第九十三軍，是在日軍發(fā)動豫湘桂戰(zhàn)役后為增強桂北兵力而從四川調(diào)防的，9月上旬剛抵達(dá)全州完成部署。9月12日，日軍向全州外圍陣地發(fā)起進(jìn)攻。次日，日軍全線進(jìn)攻，守軍陣地被突破。14日，第九十三軍根據(jù)第四戰(zhàn)區(qū)司令長官張發(fā)奎命令，在破壞未能運走之軍需物資后放棄全州城防，轉(zhuǎn)移防線至興安附近。日軍遂輕易占領(lǐng)全州。
日軍第十一軍陷全州后稍作調(diào)整，又沿湘桂線繼續(xù)南犯。中國守軍沿途進(jìn)行抵御后逐次南移。至10月初，日軍已進(jìn)占興安以南地區(qū)。此后，日軍雖在大溶江正面遭遇中國軍隊頑強抵抗，難以推進(jìn)，但桂北門戶已經(jīng)洞開。
廣東境內(nèi)的日軍第二十三軍于9月9日沿西江向粵桂邊境發(fā)起攻勢。西江兩岸至廣西梧州只有第七戰(zhàn)區(qū)的三個步兵師，難以阻擋日軍的進(jìn)攻。日軍北翼第一○四師團(tuán)沿西江北岸挺進(jìn)，接連攻陷四會、高要、德慶，逼近桂東重鎮(zhèn)——梧州。其南翼第二十二師團(tuán)沿西江南岸推進(jìn)，連陷高明、新興、云浮、郁南，與第一○四師團(tuán)隔江呼應(yīng)。而第一○四師一部穿越粵桂邊境山地，于9月中旬迂回至梧州北邊。21日，日軍向梧州發(fā)起進(jìn)攻，而守軍防守部署尚未完成，雖奮力迎敵，但戰(zhàn)至次日不得不放棄防守，梧州被日軍占領(lǐng)。24日，日軍第一○四師團(tuán)又從梧州西犯，進(jìn)攻丹竹。丹竹是中美空軍在廣西重要的前進(jìn)機(jī)場，但僅有一團(tuán)守兵。守軍雖浴血抵抗，終因力量相差懸殊，于28日失守。
與此同時，在雷州半島的日軍獨立混成第二十三旅團(tuán)也從遂溪向北發(fā)動攻勢，在占領(lǐng)廉江后北犯進(jìn)入廣西，于9月23日攻陷容縣，隨后繼續(xù)推進(jìn)，于10月初至桂平以東邕江右岸。
第四戰(zhàn)區(qū)面對日軍從北、東、南三面向桂林、柳州地區(qū)的進(jìn)逼，于10月上旬決定調(diào)集可機(jī)動兵力，部署于武宣東南地區(qū)，形成局部優(yōu)勢，首先擊退由西江西犯的日軍，以利此后作戰(zhàn)^[5]。10月19日，中國軍隊在中美空軍支援下向日軍第二十三旅團(tuán)突然發(fā)起攻勢。日軍毫無準(zhǔn)備，處于被動挨打的境地，傷亡重大。第二十三旅團(tuán)通訊中心遭轟炸，使旅團(tuán)與上級之間通訊中斷達(dá)一周之久^[6]。血戰(zhàn)數(shù)日，中國軍隊將桂平、蒙圩外圍各據(jù)點收復(fù)。但日軍第十一軍主力此時已全部侵入湘桂路至湖南道縣以南約40公里處的江華一線，而第二十二師團(tuán)主力也在10月下旬投入桂平正面戰(zhàn)線，面對不利戰(zhàn)況，第四戰(zhàn)區(qū)只得放棄剛剛發(fā)起的攻勢，將所有兵力向桂林、柳州附近集中。
桂林此時是廣西省會，湘桂鐵路經(jīng)此直趨柳州，為廣西交通樞紐。9月初當(dāng)日軍沿湘桂鐵路南犯時，第四戰(zhàn)區(qū)指派第十六集團(tuán)軍副總司令韋云淞為桂林防守司令。韋云淞于10月10日擬定作戰(zhàn)計劃，基本方針為“防守軍以確保桂林之目的，以主力固守城北要點及杉湖。榕湖以北城區(qū)為核心陣地；以一部固守近郊各要點，掩護(hù)核心，采持防御，吸引膠著敵人于桂林近郊，俾與我外線兵團(tuán)，協(xié)力合擊敵人而殲滅之”。具體部署為第一三一師固守桂林北部地區(qū)，第一七○師固守桂林南部地區(qū)，外圍部隊則對日軍進(jìn)行側(cè)擊尾擊^[7]。
日軍第六方面軍于10月11日命令第十一、第二十三軍準(zhǔn)備攻占桂林、柳州。第十一軍于10月14日將戰(zhàn)斗指揮所推進(jìn)至全州，20日在全州召開兵團(tuán)長會議，部署各師團(tuán)作戰(zhàn)任務(wù)。26日，第六方面軍向第十一軍下達(dá)攻占桂林的命令。
10月28日，從全州南下的日軍第五十八師團(tuán)對桂林北面發(fā)起進(jìn)攻。隨后，抵達(dá)桂林東郊的第四十師團(tuán)也向桂江東岸的中國守軍陣地開始進(jìn)攻。中國守軍憑借桂林城郊的石山、巖洞等天然屏障進(jìn)行抵抗，陣前預(yù)埋之地雷也予敵極大殺傷。11月1日，日軍除繼續(xù)從北、東兩面進(jìn)攻外，一部對桂林西北城郊的筆架山等陣地發(fā)起進(jìn)攻。次日，第三十四師團(tuán)一部又從西南方面向桂林城逼近。至此，日軍從東、北、南三面對桂林形成合圍之勢。由于自10月下旬以來陰雨不斷，道路泥濘，致使日軍炮兵前進(jìn)遲緩，一時無法對桂林發(fā)起總攻。6日，繞道東面推進(jìn)的日軍第三十七師團(tuán)一部抵達(dá)桂林城南郊，完成對桂林的四面合圍之勢。此時，桂林城外四郊均已展開激戰(zhàn)，日軍逐漸向城區(qū)逼近。8日，日軍炮兵進(jìn)入前線陣地，城東的第四十師團(tuán)一部在強大的炮兵火力掩護(hù)下強渡桂江，突入市區(qū)與守軍展開巷戰(zhàn)。桂江東岸的七星巖洞中尚有一連步兵和野戰(zhàn)醫(yī)院官兵約八百人，因洞口被日軍炮火封鎖，無法突圍，洞內(nèi)儲存彈藥又起火燃燒，致使全部遇難殉國^[8]。
11月9日，日軍對桂林城發(fā)起總攻。凌晨，日軍炮兵對桂林開始集中炮擊，城區(qū)內(nèi)一片火海。守軍雖遭日軍圍攻，但仍斗志頑強，奮力御敵。在城北，日軍自認(rèn)“攻擊不能順利進(jìn)展”,“老人山的守備非常堅固”。在城東，伏波山上的中國軍隊予敵以重大傷亡^[9]。激戰(zhàn)至晚上，日軍從四面突入城內(nèi)。10日，城內(nèi)中國官兵繼續(xù)抵抗，但陣地相繼被日軍攻破或隔離。第一三一師師長闞維雍率部苦戰(zhàn)至此，見戰(zhàn)局已無法挽回，遂自盡殉國。其余陣亡將官有城防司令部參謀長陳繼桓、第三十一軍參謀長呂旃蒙、第一七○師副師長胡厚基等。當(dāng)日午后，桂林陷敵。
在進(jìn)攻桂林的同時，日軍第十一軍認(rèn)為正面之?dāng)撤浅１∪?，無須以一軍的主力全力對付，遂在11月3日決定調(diào)派第三、第十三師團(tuán)向柳州發(fā)起攻勢。第十一軍的這一決定未事先報告第六方面軍，并與第六方面軍在柳州以西圍殲中國軍隊主力的戰(zhàn)役設(shè)想不合，故引起第六方面軍的不滿，但并沒有能改變第三、第十三師團(tuán)已經(jīng)向柳州推進(jìn)的局面^[10]。
柳州是第四戰(zhàn)區(qū)司令長官部所在地，但防守力量并不強大，防守準(zhǔn)備更是不足。9月中旬之后，第四戰(zhàn)區(qū)因戰(zhàn)事兩次調(diào)防柳州守軍。11月3日，第二十六軍奉命接手柳州防務(wù)，至7日方才輾轉(zhuǎn)趕赴守區(qū)，完成防御部署。11月9日，日軍從北、東、南三面向柳州發(fā)起猛攻，守軍奮力抵抗，但損失慘重，陣地相繼被敵突破。10日晨，第四戰(zhàn)區(qū)司令長官張發(fā)奎電話指示第二十六軍軍長丁治磐：“桂林情況不明，該軍應(yīng)避免無謂犧牲，著即適應(yīng)情況，開放西側(cè)道路，配屬炮兵應(yīng)撤離大塘。北市區(qū)之一個團(tuán)，可撤至南岸，對所有倉庫，應(yīng)遵前令徹底破壞?！?sup>[11]第二十六軍奉令后遂向西撤離守區(qū)。11日，柳州被日軍占領(lǐng)。這樣，第四戰(zhàn)區(qū)司令長官張發(fā)奎曾宣稱可堅守一年的西南戰(zhàn)略要地，日軍一發(fā)起總攻即告失守。
日軍占領(lǐng)桂林、柳州后，完成一號作戰(zhàn)的主要目標(biāo)——摧毀美國空軍在西南的兩大空軍基地。但由于第十一軍未按方面軍部署行事，第二十三軍推進(jìn)緩慢，沒能如愿殲滅中國軍隊主力。而中國第四戰(zhàn)區(qū)在桂、柳失守后，調(diào)整部署，準(zhǔn)備以宜山為中心重布防線。第六方面軍遂于11月15日向第十一、第二十三軍發(fā)布追擊令，“決定繼續(xù)迅猛追擊，消滅殘敵。”“第十一軍可不受作戰(zhàn)地界限制，消滅宜山附近敵軍，并應(yīng)與第二十三軍緊密配合，消滅忻城以西地區(qū)及其附近之?dāng)?。此外，?yīng)以一部迅速向金城江以西地區(qū)挺進(jìn)，占領(lǐng)黔桂鐵路。”“第二十三軍應(yīng)與第十一軍密切配合，消滅忻城附近之?dāng)场４送?，?yīng)以一部向前推進(jìn)，爭取占領(lǐng)南寧?！?sup>[12]
攻占柳州的第三、第十三師團(tuán)在11月12日即根據(jù)第十一軍的命令開始轉(zhuǎn)入追擊，沿黔桂鐵路西犯。第四戰(zhàn)區(qū)沒能組織有效防御，日軍輕易突進(jìn)，未經(jīng)激戰(zhàn)就于15日占領(lǐng)黔桂線上重要城市宜山。隨后，日軍直撲黔桂線上的下一個城市懷遠(yuǎn)。此時防守懷遠(yuǎn)的只是一個工兵團(tuán)、一個坦克營、一個炮兵連及一個教導(dǎo)營等特種部隊，但守軍進(jìn)行了頑強的抵抗，使日軍無法從正面輕易突破。戰(zhàn)至11月20日，懷遠(yuǎn)被日軍占領(lǐng)。繼續(xù)西進(jìn)的日軍沿途雖遇到中國軍隊的零星抵抗，但由于第四戰(zhàn)區(qū)并未作出有效的防御部署，日軍沿黔桂線不斷推進(jìn)，于22日占領(lǐng)河池，28日占領(lǐng)南丹，逼近貴州省界。
與此同時，日軍第二十三軍一部從柳州南下，于11月24日輕取南寧。12月初，在越南的日軍也派兵北上。12月10日，兩股日軍在綏淥會合，日軍打通了直貫中國大陸的南北交通線。
日軍第十一軍所部從柳州沿黔桂線西進(jìn)追擊，至廣西貴州交界處已逾300公里，由于后勤補給無法跟上，沿途又有美國空軍襲擊，實際上已難以繼續(xù)推進(jìn)。但第十一軍仍在11月下旬向第三、第十三師團(tuán)下達(dá)越過省界向貴州境內(nèi)獨山、八寨挺進(jìn)的命令^[13]。11月30日，日軍第十三師團(tuán)由六寨圩進(jìn)入貴州境內(nèi)。次日中國守軍在黑石關(guān)抵御日軍，但當(dāng)日防線就被突破。日軍乘勢推進(jìn)，于12月2日抵達(dá)獨山。中國守軍未及有效抵抗，就被穿中國軍服的一部日軍混入城內(nèi)，因此倉皇退出獨山城。12月3日晨，日軍完全占領(lǐng)獨山。從黎明關(guān)進(jìn)犯貴州的日軍第三師團(tuán)則于12月2日下午占領(lǐng)八寨，并在當(dāng)夜繼續(xù)向都勻突進(jìn)。次日在都勻東南與中國軍隊交戰(zhàn)。
日軍迅速突入貴州境內(nèi)，威脅貴州，震動了整個大西南后方。蔣介石驚呼：“戰(zhàn)況危急，不僅西南各省人心動搖，而且美國有要求撤僑之事，益造成社會之惶惑不安。八年抗戰(zhàn)之險惡未有如今日之甚者也。”^[14]國民政府雖在桂柳會戰(zhàn)之初就向黔桂邊界地區(qū)調(diào)兵，由黔桂湘邊區(qū)總司令湯恩伯指揮，準(zhǔn)備抵御入侵貴州之?dāng)?，但因缺少交通工具，部隊調(diào)防緩慢，至日軍入侵貴州，只有一個軍及兩個師的部隊進(jìn)抵都勻以南地區(qū)，與日軍交鋒，而其余部隊仍遠(yuǎn)離戰(zhàn)線，鞭長莫及。
日軍突入貴州后，戰(zhàn)線越拉越長，供給更加困難，兵力損失也十分嚴(yán)重，而美軍飛機(jī)的不斷襲擊加劇了日軍的困難。此時已入冬季，大多士兵還穿著夏服。因此在占領(lǐng)獨山后，第十一軍指揮部以作戰(zhàn)目的已經(jīng)達(dá)到，下達(dá)了反轉(zhuǎn)命令^[15]。12月4日，日軍在對獨山城區(qū)大肆破壞后，開始沿黔桂線全線后撤。
中國軍隊隨日軍后撤尾追跟進(jìn)，相繼收復(fù)獨山、八寨，并進(jìn)入廣西，于12月12日收復(fù)南丹。繼續(xù)尾追的中國軍隊在河池遇到日軍的抵抗和反擊，雙方展開激戰(zhàn)，傷亡均重。中國軍隊攻勢受挫，戰(zhàn)況形成相持局面。桂柳會戰(zhàn)至此告一段落。
桂柳會戰(zhàn)是在長衡會戰(zhàn)剛結(jié)束后展開的。日軍從湘、粵兩省向廣西迅猛進(jìn)犯，中國方面在廣西兵力不足，處于劣勢。但在指揮上，第四戰(zhàn)區(qū)未能組織起有效的全盤防御部署，致使中國軍隊陷入更為被動的境地。而在作戰(zhàn)中，尤其在桂林、柳州失守后，中國軍隊明顯士氣低下，“一般指揮官缺乏必勝信念、旺盛精神”,“軍隊一般精神不甚鞏固，士氣衰落”^[16]。這種種因素最終導(dǎo)致中國軍隊在廣西、貴州的潰敗。
整個豫湘桂戰(zhàn)役期間，從1944年4月至12月的八個月中，中國軍隊在豫、湘、桂三個戰(zhàn)場上雖在局部也有頑強的抵抗，但在全局上接連敗退，河南、湖南、廣西以及廣東、福建等省的大部和貴州的一部共二十多萬平方公里的國土淪于敵手，洛陽等四個省會城市和鄭州等146個中小城市以及衡陽等七個空軍基地和三十六個飛機(jī)場為日軍占領(lǐng)。這與國民政府軍隊在抗戰(zhàn)后期對日作戰(zhàn)相對消極、作戰(zhàn)能力下降是分不開的。日軍在結(jié)束一號作戰(zhàn)后，雖基本達(dá)到其打通大陸交通線和摧毀美軍在華中空軍基地的戰(zhàn)役目標(biāo)，但實際上由于國共兩黨軍隊對日軍的進(jìn)襲和干擾，所謂的大陸交通線并未真正打通，中美空軍則依托西南的機(jī)場，仍控制著中國上空的制空權(quán)，繼續(xù)對日軍予以打擊。而日軍由于戰(zhàn)線拉長，兵力損耗，在戰(zhàn)略上反處于被動不利的地位，在整個中國戰(zhàn)場上陷入了困境。