利地形来阻击日军。小界岭防线由宋希濂的71军、田镇南的30军和冯安的42军来防守，其中71军缺36师（36师富金山一役，只剩下800多人），孙连仲这一回让富金山一役已经损失惨重的71和30军来防守小界岭防线的沙窝，比较完好的冯安42军则独自防守小界岭防线的尾新店。守军三个军利用地形优势，住了日军一又一的猛攻，从9月18日一直打到10月下旬，第13和16师团终于突破了小界岭防线，穿越了大别山，于10月25日占领麻城，可是这时国军已经放弃武汉了。

日军第2军左路军行程不畅，右路军与之相比稍好一，第3和第10师团猛攻固始，一番激战后于9月7日占领该城。接着，两个师团沿公路西潢川，撞上了国军一代名将张自忠。张自忠从9月9日一直打到9月19日，整整守了10天，比原来预定的守七天整整超了三天，最后还能在敌人面前安全撤退。日军占领潢川后，直捣罗山、信，胡宗南的第1军、46军早已在那里严阵以待。胡宗南的第一军是当时国民党军队装备最好的，有邱清泉的坦克队（当时国军唯一的坦克队）和彭孟缉的炮兵旅（当时最大的炮兵编制）。胡宗南坐拥国军最好的装备，用三个军七个师与日军已经血战数次的两个师团激战20多天竟然还于下风，最后10月12日丢了信，李宗仁曾“电令胡宗南自信南撤，据守桐柏山、平靖关，以掩护鄂东大军向西撤退。然胡氏不听命令，竟将其全军7个师向西移动，退保南，以致平汉路正面门开。武汉会战打到了10月中间，外围要尽失，如果还要守，就只能固守城垣了。更要命的是，谁也没有想到这时日军竟然还能分兵在广东登陆并很快于21日占领华南重要港广州。

青岛、上海等地陷落后，广州就成了中国最重要的港了，但与它的重要相比，防守却显得很松懈，粤军竟然被调半数去参加武汉会战，蒋介石认为日军已经倾尽全力在武汉会战上面了，不可能还能兵力在其它的方向上面攻，本来，日军由于兵力不足，还打算在武汉会战结束后再调兵力来行攻广州的作战的，谁知在武汉会战国军顽抵抗，使得战局展缓慢，日军大本营等不及了，迅速调三个师组成21军，由古庄郎大将统领，在海军第5舰队司令长官盐泽幸一支援下，奇袭广州。广东这边到是听到一风声，广东省长吴铁城还向重庆作了报告，可是蒋介石以为这是日本人故意制造来的“假”情报，试图让国军从武汉战场兵力支援广东。10月10日，蒋介石还发报让余汉谋再调一个师去武汉战场。10月11晚，日军7万多人，2.7万匹在广州大亚湾登陆成功，一路势如破竹，连下淡、惠州、博罗和增城，21日已经攻到广州近郊。余汉谋的12集团军仅仅10天就被日军打得落、溃不成军。无奈之下，余汉谋下令广州守军撤退，广州于21日下午沦陷。广州一失，粤汉铁路被切断，武汉就更不值得用重兵防守了，面对这情况，政府取去年南京保卫战的教训，不孤城困守，决定迅速放弃武汉。10月25日，日军占领汉，次日占领武昌，27日占领汉，武汉保卫战至此结束。