日军第11军在衡阳休整，等待补充，同时还进行了一系列外围据点的作战，把衡阳变成继续进攻桂柳的基地。这样一来，日军于9月初才分别从湖南、广东向广西桂柳进军。

    早在8月下旬，蒋介石就着力于部署桂柳会战了，他电令第93军陈数农军长，以主力固守全州，配合友军阻敌于西北。又电令白崇禧，第46军主力固守桂林，并调31军、63军和第七战区的一个军参加桂林会战。

    在日军进发的时候，蒋介石电令薛岳等，以李玉堂的部队竭力禁止日军的西进，王耀武的集团军要确保邵阳一线的安全。同时第20军、26军、44军主力要全力以赴阻挡日军前进，迅速完成全州工事和战略防御的部署。

    但是国民党的这些军队，是阻挡不住日军前进的，日军在9月11日，不费功夫就占领了广西要地全县，打开了广西的东北门户。中国军队沿途已经没有可守之地，日军从全县可直插桂林。

    广西桂林、柳州，不像衡阳，不仅没有衡阳守军的英勇气概，更没有那种社会环境，国民党的持久消耗和坐观等待，不仅侵蚀了前方的机构，而且破坏了后方的抗战秩序。当日军还在千里之外的时候，桂林、柳州等地已经开始慌忙逃难，城市陷于一片混乱之中。特别可笑的是，地方当局既没有计划，也没有组织程序，便下达了疏散令，商店、饭馆等全都关门停业，市民无所适从，像逃难一样，流离失所。

    政府机构在忙乱中搬迁，他们控制交通工具，连马桶浴盆都要运走，而市民挤不上火车，相互踩踏，死于非命者无数。这样更加造成市民的恐慌。机构瘫痪，市民恐慌，可怜的守城士兵，他们连蔬菜、茶水一类的生活必需品都得不到。达官富豪趁机发疏散财，敲诈600万，才批两个车皮。

    针对这种情形，无数正义之士纷纷撰写文章，针砭时弊，全国各大媒体也把前线丑恶披露报端，各党派各地方要求改组国民政府和统帅部。关于前线溃败和地方密谋脱离中央的谣言，漫布重庆山城，全国上下人心惶惶。蒋介石惊呼：“战况危急，不仅西南各省人心动摇，而且美国有要求撤出侨民的事，亦造成社会的惶惶不安。八年抗战之险恶未有如今之甚者也。”

    1944年10月，日军用5个师团的兵力齐头并进，突破桂林外围阵地，随后发动对桂林的总攻。守城的实际兵力只有战斗力较差的第131师，还有几乎全是由新兵组成的第170师和79军的一个团，一个榴弹炮连，其余部队早已跑光了。剩下的部队，军心涣散、纪律废弛。

    日本进攻部队在飞机、大炮、坦克的支援下，首先使用大量毒气弹，造成守军重大伤亡后，再进行强烈的攻击，由西北东三面攻城，占领桂林。桂林坚固的国防工事，和充足的粮食弹药，都还来不及使用，全部落入日军的手里。

    就在日军围攻桂林的同时，柳州也遭到日军的进攻。中国第四战区司令长官张发奎见桂林失守在即，便以避免无谓牺牲为借口，电话指示守城的第26军向西突围出城，而留在城内的其他守军部队大都牺牲。

    桂林、柳州在很短时间内失守，实在出人意料，蒋介石对于这一结局痛心疾首。美国人会怎么看，盟国会怎么看？中国军队已不是军队，中国军人也不被当作军人啦。更让人笑掉大牙的是，日本军队竟不费一枪一弹地进入南宁。

    日军“一号作战”取得胜利，达到了预期的目的，但同时已丧失了宝贵的时间，这一胜利的战略价值现已大打折扣。1944年4月至12月的豫湘桂战役，国民党军队损失兵力60万人左右，丧失了河南、湖南、湖北、广西、广东、福建等省的大部，共约20万平方公里的国土，丢掉洛阳、长沙、福州、桂林四个省会城市和郑州、许昌、宝庆、柳州、温州等146个中小城市，以及衡阳、