日军发动桂柳会战的兵力终于被张昊摸清。
第11军出动第3、第13、第37、第40、第58、第116师团，及战车、重炮联队，共6个师团又1个旅团，第23军2个师团又1个独立混成旅团。
日军出兵方向也已摸清。
第11军衡阳沿铁路向湘桂边界推进，第23军由广东清远等地沿西江向广西梧州进攻，另1个独立混成旅由广东遂溪向广西容县进攻。
第4战区兵力及部署也搞清楚了。
中国第4战区司令长官张发奎指挥第27、第16、第35、第27集团军，及第6战区孙连仲第24集团军、汤恩伯、封裔忠兵团，共9个军、2个桂绥纵队、空军一部（飞机217架），共约20万人，在黔桂湘边区总司令部的3个军支援下，以分区防御抗击日军。
到10上旬，中日两国军队出动兵力情况、到达位置及应对措施。
冈村宁次指挥第11、第23军、第2飞行团（飞机约150架）和第2遣华舰队一部，共约16万人，在南方军一部配合下，以打通桂越（南）公路为目标，向桂林、柳州进攻。日军第11集团军已经攻占全州，随后调整部署，准备攻击桂林。日军第23军陷梧州，相继攻占平南、丹竹和桂平、蒙圩。
第4战区鉴于全州地区日军尚无行动，遂调整部署，将所部编组为桂林、荔浦、西江3个方面军，南宁、靖西2个指挥所，以大部兵力国军第31军桂系中将军长贺维珍部2万兵力固守桂林，集中一部兵力先击破西江方面之敌。第64军配属桂绥第1纵队向进占桂平、蒙圩之日军独立混成第23旅实施反击；另以第135师等部向平南、丹竹攻击，策应反击。日军第23军主力逼近武宣，中国军队遂停止反击退守武宣。与此同时，日军第11军突破桂林、荔浦方面军的防御阵地，主力进抵桂林城郊；一部向柳州进攻。第四战区将3个方面军编组为左、中、右兵团，集中兵力保卫桂、柳。日军第40、第58、第37师和第34师团一部，向桂林城发起总攻。
战场形势风云突变，第4战区以为日军会稳步推进，谁能想到日军出兵竟然如此迅速，包围桂林的同时，却用重兵直接攻向了柳州。第4战区万般无奈，一面向统帅部求救，一面开始蔬散柳州居民，刹时柳州陷入一片混乱之中。
统帅部深感危机，后悔没有及早同意张昊兵团越过粤汉线参战，张昊兵团假如在贺州，日军第3和第13师团就绝对不敢贸进，超越被围桂林攻击柳州