1938年10月上旬，正當武漢會戰打得如火如荼之際，日軍突然分兵進攻廣東，由於蔣介石在戰前抽調了大量粵軍部隊去支援武漢會戰，僅在廣東地區留下7個師、2個旅的兵力，而想要守衛如此龐大的一個戰區，這些留下的部隊就只能將兵力分散佈置，然而正是因為這樣，日軍找到了突破口，選擇奇襲廣州，結果導致駐防廣州的餘漢謀的第12集團軍僅僅10天就被日軍擊敗，被迫撤退。
廣州一失，粵漢鐵路被日軍徹底切斷，武漢就更不值得用重兵進行防守，面對這種情況，蔣介石吸取了南京保衛戰的教訓，決定不做孤城困守，放棄武漢，自此，規模浩大的武漢會戰宣告結束。1939年11月，日軍為切斷桂越國際交通線，迫使國民政府投降，於是便派出第五師團、臺灣混成旅團及部分海軍陸戰隊一同向北挺進，目標直指高峰隘和崑崙關這兩個戰略要地。
很快，崑崙關等地就陷落敵手，而蔣介石也自然明白桂越國際交通線的重要意義，於是他便下定決心收復南寧，為此，他調集了14個師、100架飛機，由桂林行營主任白崇禧指揮，分兵三路反攻南寧，而負責直接向崑崙關正面發起進攻的便是杜聿明所率領的第5軍，這支部隊是國軍中唯一的一支機械化軍，主要配備有蘇制T-26坦克80餘輛、意大利制“菲亞特”CV35超輕型坦克90多輛，以及大量的德制、蘇制裝甲車、卡車和摩托車，甚至還擁有150毫米大口徑榴彈炮，以及大量的山炮和野炮，而配備的這些裝備，其實力就連抗戰後期裝備美械的新一軍和新六軍都不敢小視。
崑崙關一戰，號稱“鋼軍”的日軍第五師團第21旅團長中村正雄被擊斃，其部隊也遭受重創，而國軍則順勢又奪回了這一戰略要地，史稱“崑崙關大捷”。然而，不甘心失敗的日軍很快就又捲土重來，誓要為第21旅團報仇，而作為前線總指揮的白崇禧便決定乘敵援軍未到，抓緊時間集結廣西的中央軍李延年第2軍、甘麗初第6軍、姚純第36軍、傅仲芳第99軍會同第5軍等部隊，共同發動攻勢，一舉收復南寧，並將此作戰計劃上報給軍委會。就在白崇禧剛準備開戰時，蔣介石突然來了一封電令，原因是因為第五軍傷亡巨大，不應該再投入戰場上使用，準備將其撤回後方進行休整，結果正是因為這道命令，反攻作戰的主力被抽調，而白崇禧也自然不願意拿桂軍去和日軍硬拼，只好發出改變作戰部署的新命令，全部進入固守狀態。
由於耽誤了最佳的進攻時機，日軍開始派遣重兵進行反攻，而此時的蔣介石卻又犯下了一個大錯誤，宣佈命令第四戰區司令長官張發奎接替白崇禧指揮桂南會戰，這種臨陣換帥的做法自古以來都是兵家之大忌，結果在日軍的反攻之下，國軍腹背受敵，被迫放棄崑崙關等地，將軍隊撤回南寧，縮短戰線，築壕固守南寧市及近郊。
桂南會戰結束後，蔣介石非常惱火，隨後便在軍事會議上將前線總指揮白崇禧和督戰大員陳誠的一級上將軍銜統統降為二級上將。除此之外，葉肇和徐庭瑤這兩位集團軍總司令也被撤職查辦，至於連坐的軍長和師長數量也有數位之多。此戰雖然是以國軍的失敗而告終，但張發奎所坐鎮的第四戰區也還是取得了局部勝利，不僅打退了日軍乘勢進攻滇南直接威脅西南大後方的企圖，而且及時抓住桂南日軍兵力減少的時機，於同年年底再次將日軍全部逐出桂南。
