国民政府军事委员会为增强指挥机构与作战能力，决定调整作战序列，于1938年6月中旬新编第9战区。同时决定以第5、第9两个战区所属部队保卫武汉。参加武汉保卫战的部队以及空军、海军，总计14个集团军、47个军，作战飞机约200架，舰艇30余艘，总兵力近100万人。各兵团部队自6月开始分别利用鄱阳湖、大别山脉等天然屏障，加紧构筑工事，进行防御准备。

为了进行武汉作战，日军大本营在华中地区集中14个师的兵力。直接参加武汉作战的是第2集团军和第11集团军共9个师的兵力，约25万余人，以及海军第3舰队、航空兵团等，共有各型舰艇约120艘，各型飞机约300架。

38年7月，日军进攻武汉的作战态势业已完备。沿长江西进的日本第十一军，分兵两路，南北呼应，夹江而上，于7月24日，向九江进犯，守军奋起抗击，揭开了武汉保卫战的帷幕。

1938年8月，日军第11集团军主力沿长江南岸地区进攻，8月10日，波田支队在瑞昌东北登岸，遭守军第3集团军阻击。20日，日军第9师投入战斗，协同波田支队合击瑞昌。守军力战不支，24日瑞昌失守。9月24日，日军先后占领码头和富池口。由于守军增调4个军加强防御，双方在大冶、阳新地区形成对峙。10月5日，日军第27师经月余进攻，占领箬溪，向咸宁进犯。第101师渡过鄱阳湖，向德安地区的第1兵团进攻，双方成胶着状态。10月上旬，第1兵团抽调三个军在德安西北万家岭实施反击，一举歼灭日军约4个团，这就是震惊中外的万家岭大捷。

日军第11集团军第6师沿长江北岸地区进攻，1938年8月2日攻占黄梅后继续西进。9月中旬，日军占领广济、武穴后，围攻田家镇要塞。第4兵团一个军固守要塞，三个军在外围策应作战，奋战旬余，伤亡甚重，29日要塞失守。1938年10月19日，日军攻占浠水，直逼武汉。（历史今天LSJT）

日军第2集团军沿大别山北麓地区进攻，8月下旬从合肥出发，分别占领六安、霍山后，向固始、叶家集(今叶集)方向进攻。1938年9月16日商城失守后，守军退守大别山各要隘，双方激战月余。日军第10师攻占固始后，在春河集、潢川一带遭第59军顽强抵抗，又在信阳以东地区遭第1军阻击，后得第3师增援，于10月12日占领信阳，沿平汉铁路南下，协同第11集团军进攻武汉。

1938年10月25日，日军波田支队占领葛店，准备进攻武昌。日军第9师10月27日攻占贺胜桥，切断了粤汉线。日军第27师配合第9师向粤汉线推进，27日占领桃林镇。

至此，武汉已被日军从东、南、北三面包围。为保存军力以利长期抗战，国民政府军委会于10月24日下令放弃武汉，撤退武汉地区部队。日军第6师26日占领汉口。波田支队同日占领武昌。27日，日军第116师与第6师各一部占领汉阳。

至此，日军攻占武汉三镇，武汉保卫战宣告结束。