1941年9月7日晨,集结于忠坊、桃林、西塘之日军第6师团首先向南山、雁岭、鸡婆岭、草鞋岭的guó mín dǎng守军阵地发起了猛烈攻击。
阿南惟畿令第6师团进攻大云山guó mín dǎng军阵地,主要是为了掩护其主力向湘北集结,当然击退了该地守军,对其以后的作战也是十分有利的。他原定于5日开始大云山作战,但因为天气恶劣而被迫推迟到7日。
攻击开始后,日军在pào火、飞机的掩护下,从东、西、北三面对大云山守军展开围攻。第58军新编第11师、第4军第59、第102师分别与日军展开激战。战至下午,日军进至南冲、孟城、长安桥、甘田一带。
8日,日军继续攻击前进,并以主力向大云山南、新墙河北之草鞋岭、甘田、港口方面猛攻,企图向新墙河南岸进犯。不料,在其突进至比家山附近后,遭到第4军的痛击,被迫暂缓南下。而第59、第102师及第58军新编第10师仍在白羊田、甘田附近地区阻击日军。
9日,日军一部越过新墙河。杨森立即以第4、第58军及第20军第133师发起反攻,侧击和截击渡过新墙河的日军。经过激战,日军被压迫退回新墙河北岸五龙桥、白羊田一带。
这时,日军第40师团已经到达大云山附近,接替第6师团继续围攻大云山,而第6师团则开始陆续退走,准备与以后到达战场的日军主力共同对湘北发动总攻。
10日,杨森指挥新编10师自东向西、第59师由西向东、第37军第60师由南向北包围日军。战至中午,新编第10师夺回大云山的制高点,并收复了石塘冲、石壁桥,将当面之敌压迫到石庙一线。第59、第102师则全力进攻茅冲、和尚庄、邓家桥一线日军。当天晚上,第20、第58军的攻击队和第6挺进队一部,分途向大沙坪、羊楼洞、赵李桥、石城湾各地之日军进行夜袭。
11日拂晓,第59、第102、第60及新编第10师合力会攻残敌,未及被换走的日军第6师团第13联队被围困在甘田附近,伤亡惨重。正当guó mín dǎng军各部准备将其彻底消灭时,日军第40师团重松支队赶到,将奄奄一息的第13联队解救而去。
12日,guó mín dǎng军各部对重松支队展开围攻,并将其截为两部。当日晚,该支队主力进入港口附近,遭到第58、第4军各一部的袭击;而其预备队第235联队后藤大队则被堵于马嘶西侧一带,遭到重创。
13日上午,日军第40师团龟川联队在港口北5公里的白羊田南侧一带与第58军发生遭遇战。随后,第40师团仁科联队及师团主力赶到,也投入作战。这样,日军第40师团的两个联队就在白羊田南侧一带东西3公里的范围内,与guó mín dǎng军混战在一起。激战竟日,双方形成僵局。晚上,第58军又不断对日军进行夜袭。当日晚,青木成一师团长向上级做了这样的战况报告:
师团主力在白羊田南侧击退由13日晨来攻的敌新编第11师的2个团。重松支队正在团山坡北侧附近,与周围敌军jiāo战中。
然而此时坚守马嘶北侧高地的后藤大队,仍处于敌新编第10师的包围中,在与支队主力失掉联系的情况下孤军奋战。各种迫击pào、山pào弹shè击在面积狭窄的阵地上,并多次与逼近阵地前10米的重庆军反复展开手榴弹战,重机qiāng也有两挺遭到破坏。
前进到湖野溪西侧台地的师团战斗指挥所,14日下午恢复了与龟川部队的联系,当即命令仁科部队坚守该地东侧台地。此时始得知后藤大队的苦战状况。
师团不期遭遇的敌第58军,为在东方约20公里的黄岸市整训中的部队