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。
