5日，日軍在飛機、坦克及炮兵火力支援下，向守軍猛攻。中國軍隊在高城河兩岸及歷山至江家河一線與日軍展開血戰(zhàn)，至6日，被迫退守天河口、高城一線。7日，隨縣失陷。8日，日軍突破第84軍第二線陣地，攻陷棗陽；續(xù)向第85軍江頭店陣地猛攻，為防止陷入日軍合圍，守軍奮勇抗擊后，撤離江頭店陣地；第84軍向唐河；白河地區(qū)轉(zhuǎn)移；第39軍留大洪山游擊。

10日，第31集團軍主力向唐河轉(zhuǎn)進，于15日到達泌陽以北地區(qū)。在信陽方面，日軍于5月8日向桐柏進攻；棗陽之日軍于10日進抵張店鎮(zhèn)、上屯鎮(zhèn)附近。

第1戰(zhàn)區(qū)第68軍以第143師守確山、明港；以第119師守桐柏，阻擊日軍后，于11日退守桐柏西北及西南陣地，掩護第5戰(zhàn)區(qū)各部撤退。日軍騎兵第4旅團向唐河進擊，于12日攻陷唐河縣。

三、反守為攻

為變守勢為攻勢，第5戰(zhàn)區(qū)令第31集團軍會同第1戰(zhàn)區(qū)第2集團軍從豫西南下，將大部分日軍反包圍于襄東平原地區(qū)，進行猛烈攻擊；第33集團軍主力向棗陽攻擊，其余部隊向鐘祥日軍攻擊，牽制其后方。

中國軍隊在向日軍反攻中將其擊退；14日，收復(fù)唐河縣，16日，光復(fù)桐柏，粉碎了日軍的合圍計劃。19日，中國軍隊經(jīng)4天苦戰(zhàn)，予南返日軍以重創(chuàng)，收復(fù)棗陽。

左集團軍第39軍奉令化整為零，進入山區(qū)分散游擊；右集團軍河?xùn)|部隊及江防軍連日發(fā)動進攻，襲擊日軍后方，切斷交通，完成任務(wù)后于21日撤回襄河西岸。

22日，向隨縣迫進，23日收復(fù)隨縣。日軍退回鐘祥、應(yīng)山等原駐地，恢復(fù)戰(zhàn)前態(tài)勢，會戰(zhàn)宣告結(jié)束。