日本曾长期为桂系提供装备和教官，直到1936年两广危机之后才中止。但由于长期的渗入，日本还是在广西主要地区布下了谍报网，并潜伏有无线电台。
蒋介石从迁江返回柳州的第二天，其行踪和住所就因被特务密报而招致了日军的空袭。
好在是蒋介石及时躲入了防空洞才免于劫难。
所以当新五军头几列军列经过桂林以后，日军通过隐藏的特务发来的电报就知道了中共四战区部队正在驰援桂南，因此日军便将零散的部队进行了收缩，一方面集中兵力争夺部分军事要点，一方面在也在一些要冲开始构筑坚固工事，准备抵抗中国军队的反攻。
但是由于玉林方向保安部队和民团封锁严密、限制了人员过往，而且日军在这一带没有潜伏电台，所以日军沿公路对由东向西穿插的二零二师的行动并没有察觉。
等到二零二师与十六集团军两个师分成两路，在南宁以东六十余公里处与日军近卫师团发生交火时，日军一开始还以为是广西军队的局部进攻，甚至还中国军队实施了反击。
可是异常猛烈的炮火和几十辆坦克装甲车突然出现，与伴随在后的步兵一起仅用两个多小时就吞没了日军一个多联队的兵力，日军这才明白令他们最担心的四战区部队已经从侧面上来了。
前线的大部分将领也是到这时才知道谢昌云早已布下了一支奇兵。
随后，二零二师的装甲和摩托化部队在空军掩护下迅猛突击，于十七日中午到达了南宁东北的四塘，其余部队则与十六集团军一起占据了横县至南宁间的全部交通要冲，将日军第五师团和近卫师团主力成功的分割了出来。
十七日下午十四点，新五军和中央军第二军、第六军由南向北开始了全线反击。
二零二师也以一个步兵团、两个装甲营、一个自行榴弹炮营、两个迫击炮连的兵力，沿公路向昆仑关日军的后方展开了进攻。
弄清楚了中国军队的战役企图之后，日军第二十一军一面令第五师团和近卫师团死守阵地，一面调集了台湾混成旅团和一零四师团的一个旅团从南宁出动，不顾中国空军的频频空袭造成的伤亡，向郁江北岸的中国军队防线发动进攻，试图增援和解救被困部队。
二零二师以团或营为单位，与十六集团军的两个师实行混编，在数个地点对日军展开了防御作战，并以其余装甲部队组成两个装甲集团，部署在主要阵地的后方，作为机动和突击力量随时准备对进攻的日军实施反击。
以二零二师精良的装备和训练有素的官兵，再加上有空军和一万多桂军的配合以及装甲部队的坐镇，又是丘陵山地防御，挡住日军两个旅团的进攻并不很吃力，甚至在防御反击中还重创了日军的一个联队。
而最激烈的战斗还是发生在昆仑关。
由于湘桂铁路理塘至南宁间的数座桥梁被毁，使得中国军队的重装备无法利用铁路运动，所以扼守住公路要隘的昆仑关就成了中国军队必须打开的通路。
日军也深知这一点，在中国军队发起总攻之后，第五师团就主动放弃了宾阳，将昆仑关以远的部队全部撤到了昆仑关，集中了六千余兵力凭险据守。
上次第五军在其他部队配合下用了八天才攻破了昆仑关，仅第五军的伤亡就达一万余人。
但这次谢昌云给新五军和二零二师下达的命令是四十小时之内必须拿下昆仑关，战斗由三十五集团军总司令李汉魂统一指挥。
不过这次与第一次攻打昆仑关的情况有了很大的变化。中国军队是两面夹击，又有空中和地面炮火的绝对优势，并有可在四百米之外经得住日军战防炮攻击的强大装甲部队，所以李汉魂就制定了一个制定了以空中打击和地面重武器结合，首先摧毁日军主要火力装备和主要阵地，其后再用步兵实施攻击的战术。
由于是两面和空中的立体打击，同时又有观察机的精确测定，所以仅用了十几个小时，李汉魂就基本实现了第一个目的。
然而其后步兵对日军高地阵地发动的进攻，却并不像预想中的那么顺利。主要是因为地形过于复杂，各高地上历次修建的工事密布，日军可以利用多种掩蔽方式组织步兵火力对进攻的中国军队构成严重杀伤。
而不顾伤亡的集团冲锋，在四战区部队则是在非紧急情况下被严格禁止的。
在新五军二二五师连续三次攻击、伤亡了四百余人也没有取得明显进展的情况下，李汉魂便下令停止了进攻，转而集中了空中和地面火力，对日军阵地东北侧的一个高地进行了密集轰炸和炮击。
其后，空军又轮番出动了十二架地面攻击机，按地面电台和标识引导向再次发动进攻的步兵提供了近距离空中支援。
两架一组轮番低空掠过的攻击机，以密集的弹雨和成串扔下的15公斤重的小型航弹，将地面进攻部队前方一百五十米到四百米区域内的日军打得几乎没有隐藏之地。
这是谢昌云根据前世经验在空中近距离支援战术上的一个创造。
用多门机炮和多枚小型炸弹对非坚固据点据守的敌军进行密集火力打击，其效果要比使用几枚标准炸弹高出数倍。
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