"杜立特行动"后，日本军方对其本土的防空能力开始产生怀疑，而他们认为以中国衢州机场为代表的浙赣航空基地是威胁日本本土防空的最大障碍。于是，日本军部决定发动以摧毁衢州军事机场、打通浙赣铁路为主要目标的"浙赣战役"。
从当年5月14日开始，侵华日军共约20万人组成浙赣兵团，企图一举攻占浙赣全线，围歼国军第三战区主力。针对日军的企图，中国方面制订了对日军会战的指导方针，国军第三战区调30万兵力迎战日军。
5月15日，浙赣战役打响。"6月1日，日军进攻衢州城。"姚肇鸿说，6月3日，日军多路人马向衢州城发起全面进攻，86军守卫衢州官兵与敌浴血奋战。
6月3日午后，日军组织两股突击队，在炮空火力掩护下，冲进衢州城内。防守核心阵地的86军16师46团团长谢士炎，立即组织反击，打出去一股日军。另一股日军冲到设在大南门的指挥所附近，46团连长高远举率全连官兵在瓮城与敌展开肉博、拼刺刀。高远举一马当先，手握刺刀，挑死好几个日本鬼子，但他自己也多处负伤，最后阵亡。
这一次，大南门核心阵地保住了。阵地前尸横遍地，守军伤亡200多人，入侵的这股日军100多人全部被歼。
从6月3日晚上起，接连三天三夜大雨倾盆，山洪暴发，位于衢城西、北、东三面衢江、乌溪江水位猛涨。日军从这三面进攻衢城受阻，便集中优势兵力向城南进攻，还丧心病狂地使用了毒瓦斯弹。当时守军没戴防毒面具，遭毒气袭击，部分官兵丧失了战斗力。但一批官兵倒下了，后续部队马上跟进，如此前赴后继，中国军队守住了阵地。
不过，虽然中国军队异常顽强，但由于多种原因，6月7日，衢州城还是被日军占领了。衢州保卫战历时六天六夜，中国军队伤亡3500多人，日军伤亡1800多人。而在整个浙赣战役中，日军也遭受了损失，其中中将师团长酒井直次被炸死，日军伤亡17148人。
