1940年1月10日，蒋介石亲临迁江，与白崇禧、陈诚、张发奎、徐庭瑶、林蔚等讨论下步作战计划。白提议：乘敌新败，援军未到，集结到广西的中央军李延年第2军、甘丽初第6军、姚纯第36军、傅仲芳第99军会同第5军等部队，发动攻势，一举收复南宁。10日，日本第21军制定《宾阳会战指导方案》，定于1月下旬在以宾阳以南地区决战。

1940年1月11日，正当白崇禧发布部署命令准备开战时，返回柳州的蒋致白一封信，推翻头一天的会议上的决定，不准备再把第5军投进去。白崇禧也不愿把从各地调来的桂军拿去硬拼，而其他地方军队见状也不愿意充当炮灰，所以发出改变作战部署的新命令，全部进入固守状态。这样日本方面就赢得时间从容部署直至发动反攻。（战后，柳州检讨会桂林行营主任白崇禧自责宾阳作战中督率不力，由一级上将降为二级上将；政治部长陈诚自责宾阳作战中指导无方，由一级上将降为二级上将；）

1940年1月12日，第5军进攻八塘仍毫无进展，而第5军在经过苦战之后，伤亡甚重，人员疲惫，已经不适合战斗，于是奉命转移至思陇、黄圩、太守等地休整。攻击任务移交姚纯的第36军接替。这样，国军第5军正式退出战斗序列。

1940年1月13日，日军台湾旅团一部与西路军桂系韦云菘部激战于塘报一带，但韦云菘部未能阻击住日军。日军所有部队，基本上实现了在南宁周边的集结。

1940年1月14日，近卫混成旅团第4联队3000余人在钦州登陆。

1940年1月16日，近卫混成旅团第4联队3000余人在钦州登陆后，一部千余人于钦县、灵山交界的泗合坳与在昆仑关阻击打援中击毙渡边大佐的46军175师524团遭遇，激战三昼夜，日军被击毙二百余人，并致使日军4联队被后续到来的46军包围。但日军虽伤亡惨重但主力仍由飞机掩护突围而去。（1940年2月21日，战后柳州检讨会上，第46军军长何宣记功一次。）
　　1940年1月23日，安藤利吉中将亲临南宁指挥反攻。24日下达反攻命令。

1940年1月27日，日军开始反攻：第5师团主力、近卫混成旅团主力、台湾混成旅团主力由今村均指挥沿邕宾公路向昆仑关进攻；第18师团全部和近卫混成旅团一部，由久纳诚一指挥，沿邕江南岸东进，在永淳渡江北上，迂回包抄昆仑关后路。27日，1月27日，白崇禧才在迁江指挥所召开军政联席会议，商讨对付日军大反攻的对策。李济深、陈诚、张治中等也抵达迁江。但也恰恰在日军开始总攻的这天，蒋介石临战易帅为第四战区司令长官张发奎 。粤系张发奎上任伊始，又命粤系叶肇第66军固守原阵地，并须侧击日军。张发奎还命令所有增援部队向甘棠集结，预定2月2日向日军甘棠部队发动攻击！而此命令尚未传达到各部，日军的总攻就开始了！战区又紧急命令刚从广东调来的粤系邓龙光第35集团军之第64军（军长陈公侠）急进甘棠；桂系第46军率其主力175师由江口北渡郁江，协同阻击进攻日军；另以中央军第6军第49师南下武陵圩，企图阻止敌军北上宾阳。不过，这些措施均已太迟了！日军司令安藤下达命令决定2月1日开始总攻：“此次作战的胜败，即在明日一日之决战，望全体官兵努力奋战，期其必胜。”（《中国事变陆军作战史》第3卷，第一分册，第73页。）

1940年1月28日，今村均指挥其下的三个旅团从四塘，五塘对防守六塘以北高地的傅仲芳的第99军发动进攻。同时十八师团于河曲永淳间偷渡过河。据守八塘的及川旅团于次日配合今村向北进攻，对傅仲芳第99军夹击。尽管今村均指挥的正面进攻遭到中国军队顽强抵抗，但白崇禧早就发现：日军真正主力在甘棠方向，准备从永淳渡河向我左翼包抄。所以战前就命令叶肇率领66军赶去永淳布防，阻止敌人此种企图。叶肇错误地判敌不会此举，就迟迟没有开拔，但当发现敌人部队已越过郁江向宾阳进迫时，叶肇才忽忙间带66军陈骥部（缺159师临时指挥110师）两个师，赶赴截击。但敌人主力已迫近宾阳，我后方战局大受威胁，此时66军军心惶慌，秩序紊乱，部队纷纷向武鸣、忻城溃退，沿途受到敌军追击和敌机空袭，损失惨重。这导致中国军队阵线彻底崩溃，日军十八师团不费吹灰之力得以渡过郁江。（1940年2月21日，战后柳州检讨会上，白崇禧认为叶肇出席的人都“违命避战”，证据确凿，以此粤系第37集团军总司令叶肇不听命令，误失戎机，被撤职扣留解办；第37集团军第66军军长陈骥撤职查办，66军第160师师长宋士台被撤职查办。第37集团军总部、66军军部，均撤销番号。）

1940年1月30日，樱田旅团30日击败傅仲芳后，集结于七塘向东南挺进。而日第十八师团渡过郁江后如入无人之境，于30日在甘棠东西一线与樱田旅团会师，进入宾阳平原追击溃败的国军。徐庭瑶得到日军十八师团渡河情报后，准备抽调中央军第6军和粤军5个师从武陵，大桥南下，准备在甘棠以北建立防线，以截击十八师团。

1940年2月1日上午9时，日军七驾轻型轰炸机从南宁起飞，发现宾阳附近军事目标，立即轰炸并炸中了徐庭瑶38集团军总司令部，破坏了通信系统，使徐庭瑶和部队失去了联系，在九塘、昆仑关防御的第99军、第36军、第2军及第6军，失去集团军指挥各自为战。同日，日军二十一飞行队全体出动，轰炸我军前线部队，破坏沿路桥梁。由于徐庭瑶对部队失去了掌握，国军各部决定于次日开始总退却。

1940年2月2日下午，日军第十八师团樱田旅团先头部队进入宾阳城。而正沿邕宾公路向昆仑关进攻的日军今村均第5师团，却突然遭到自广东前来救援的粤系第35集团军第64军之第156师从后方实施的进攻。两军随即在宾阳西南方向的王灵、黎塘地区展开激战。为了拖住日军，第156师师长王德全不计代价的命令所部冒着日军炮火奋勇进击。激战中，先头部队连遭日军炮火压制，营长唐锦胜在阵前高呼"进击"时不幸中炮身亡，另一营长陈烈武见状随即冲出，继续带着士兵向日军步兵阵地发起攻击（后身负重伤）。日军因担心后路被中国军队切断，终致不敢继续北进追击中国军队，反而集中兵力回攻第156师。经三昼夜激战，第156师取得毙伤日军500余人、摧毁战车8辆的战果。与此同时，第35集团军之第64军第155师乘机收复永淳，并进而派兵对南宁外围实施佯攻，使日军误认为中国军队经过重新集结已经发起反攻，故而决定停止攻击，全部退守到昆仑关以南地区，广西战局因此转危而安。。（1940年2月21日，战后柳州检讨会上，粤系第35集团军总司令邓龙光记功一次。）[1] 

1940年2月3日下午，日军第十八师团与樱田旅团进入邹墟，并占领北面的清水河桥梁，切断了昆仑关地区以中央军38集团军为主的25个师的退路，完成了对国军昆仑关地区中国军队的包围。宾阳失守，后路被断，致使各军军心溃散，全都仓皇逃窜，沿山间小路各奔东西。同日，樱田旅团一部趁国军撤退慌乱之际加强进攻并进入昆仑关。第2军副军长兼第9师师长郑作民中将在撤往上林时中炮身亡。若不是2月2日正面进攻昆仑关地区的今村均第5师团，受到粤系第35集团军第64军之第156师从后方实施的进攻牵制，昆仑关地区的中国军队就有受到围歼的危险。（1940年2月21日，战后柳州检讨会上，中央军第38集团军总司令徐庭瑶撤职查办，第36军军长姚纯撤职查办，第36军参谋长郭肃撤职查办，第66军军长陈骥撤职查办，第99军军长傅仲芳撤职查办。取消叶肇、徐庭瑶、蔡廷锴三个集团军番号。中央军第38集团军第2军第9师师长郑作民已阵亡免究，该师番号取消，改无名师。）

1940年2月4日，日军占领上林，6日占武鸣，7日占黎塘。可怜第5军将士浴血奋战半个多月才攻占的地盘，顷刻间灰飞烟灭。安藤利吉到达宾阳，当晚宣布“宾阳会战已结束，应将兵力集结南宁附近”之命令，到8日，日军各部停止追击，返回南宁。