其实早在1938年9月份的时候，武汉会战僵持不下的时候，日军便开始筹划进攻广州，彻底切断中国的外援通道。
为此日军迅速组建了第21军，由由古庄干郎大将统领，下辖第5师团，第18师团，第104师团三个师团，在盐泽幸一率领的海军第5舰队的支援下，准备攻取武汉。
万家岭战役，日军第106师团几乎被全歼，致使日本朝野轰动，裕仁更是勃然大怒，将日本大本营的老鬼子们一通臭骂，随后严令他们立刻实施惩戒中国军队的行为，以挽回日本的颜面。
然而在当时的情况下，小鬼子在武汉战场陷入了僵局，想要取得一场足以挽回颜面的胜仗，短时间内根本是不可能的。为此这帮老鬼子们无奈，只能选择了广州作为突破口。因为此时第21军已经准备就绪，而这帮老鬼子认为，攻占广州也是轻而易举，如果能够顺利攻占了华南重镇广州，占领这个中国政府目前最为重要的对外港口，必然能给予中国政府以沉重的打击，从而也能挽回日本在武汉战场上兵败的耻辱。
于是日本大本营立刻下令展开行动，尽快攻占广州。古庄干郎此时已经命令部队做好了准备，就等着大本营的一声令下了，得到大本营的命令之后，古庄干郎立刻与海军第五舰队司令官盐泽幸一中将商议，决定对广州发动进攻。
10月11日晚，就在全国军民还在庆祝万家岭大捷的喜悦当中，一支庞大的日本舰队突然出现在了大亚湾海域，彻底封锁了大亚湾。这支舰队正是盐泽幸一率领的第五舰队，而古庄干郎大将率领的第18师团和第104师团等部队也随同第五舰队赶到了大亚湾，并做好了强行登陆的准备。
10月12日凌晨，在日本海军舰艇的强大炮火掩护下，日军开始在大亚湾登陆。日军第十八师团在惠阳大亚湾下涌、盐灶等处强行登陆，中国守军第一五一师仅有一个营在当地布防，遭日军轰炸，死伤惨重。第104师团在大亚湾玻璃厂登陆成功。
第18师团登陆成功之后，先攻占了淡水，13日攻占平山；14日占领横沥，并进至惠阳南郊。第104师团登陆后于12日占领平海；13日占稔山、吉隆，到达惠州南面，尾随第18师团推进。14日黄昏，日军以优势兵力向惠州发动猛烈攻击；中国守军第151师稍作抵抗后于当晚撤退。15日，惠州失陷。16日，日军攻陷博罗后，主力向增城突进；及川支队由惠州向广州作大迂回行动。
第4战区命令各部向广州附近集结，第65军增防东江。17日，第153师在福田一线击溃日军一个联队，迫使日军退回博罗；独立第20旅在正果击溃日军少数侦察部队。于是，第4战区决定以第186师固守增城正面，并调集战车、炮兵支援；以第153、第154师从右翼，独立第20旅从左翼合围日军，企图将日军聚歼于增博公路间浮罗山下。
10月18日，日军先遣队包围攻击显岗、石坳，守军一五三师第四五九旅旅长钟芳峻牺牲，官兵伤亡甚大。敌军继续向长宁推进，又遭第一八六师狙击。至14时，敌军以坦克掩护步兵冲击，一八六师败退。16时，日军占领福田。而另一股敌军则由龙华迂回攻增城西北，被独立军第二十旅阻截于正果地区。
19日晨，日军第18师团到达增城。中国军队与日军激战竟日，损失惨重，遂于当晚撤退，增城失陷。
10月20日8时，敌军攻破一八六师防线，10时占领县城以西的钟岗。一八六师孤立无援，退向钟落潭，14时县城遂告失守。
余汉谋见势不妙，令第十二集团军主力向佛冈、从化、新丰等地转移，留独立第六旅防守龙眼洞、萝岗，自己却连夜乘车到清远去了。
10月20日5时，日军强攻正果东南面的白面石阵地，独立第二十旅第三团第二营营长黄植虞率领全营官兵，利用有利地形奋勇抵抗，日军攻击受挫。
7时，日机轰炸守军阵地，步兵发起猛攻。守军第四、五连连长劳中逸、张任君负伤仍不下火线，组织士兵以轻重机枪猛烈扫射敌人，连续击退敌军。
战至9时，日军增援兵力又到，轮番冲击下，突破黄沙坝坳第五连阵地。幸预备队第六连及时反击，夺回黄沙坝坳阵地。
11时，敌军炮火更猛烈，电话线被炸断，守军的上下联络及弹药补给已极困难。营长黄植虞收集500多枚手榴弹，准备集中投掷以抗击敌人。
12时，日军分五路强攻白面石阵地，传达兵张德胜、黄标也参加到投掷集束手榴弹的队伍中，给敌军以较大的杀伤力。但是，在滚滚硝烟中，凶残的日军仍然不要命的向前猛冲，终于冲上我军阵地，双方进入肉搏战。
中国官兵奋勇与敌人肉搏近一小时，终于击退日军。但是，日军接着施放燃烧弹，守军阵地的林木燃起熊熊大火，日军步兵乘机冲锋。守军怡然不惧，以轻重机枪火力使敌军遭受重创，至16时前仍坚守阵地，掩护了该旅主力安全转移。
此后，第二营以部分兵力佯作反攻，迷惑敌人，营主力则向从化方向撤退。
20日晚，第4战区在广增公路两侧布防，阻击日军，将主力撤至粤北的翁源、英德一线，而以一部防守广州。21日，日军攻占沙河，并占领广州市区。日军第104师团向广州以北推进，攻占太平场；23日占领从化。
与此同时，第5师团与海军配合，于23日攻占虎门要塞；25日攻陷三水；26日又陷佛山，于29日到达广州南郊。至此，日军控制了广州及附近要地。
此战，日军实现了切断中国由华南接受外援的交通线，以及策应武汉作战的目的。对中国来说，则不仅失去了重要的国际物资补给线，而且影响了全国战局。
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