急攻武汉战略泥沼陷日军
积极防御战略相持显华军
日军在攻占徐州之后，立刻面临一个严酷的事实——中国的战略空间太大，中国的抗日作战意志极强。日本速战速决的战略指导原则从根本上失去了作用。在这种情况之下，日本在战略上面临着重大选择：要么与中国进行谈和以撤出日军，减少战争实力的消耗；要么进行全面动员，继续深入中国内地，攻占中国更多的领土，截断中国对外的交通补给线，摧毁中国所有的抵抗意志与作战力量。
当此关乎国家民族安危兴衰的抉择时刻，日本却犯下了致命的重大决策错误：在谋取和平解决中国问题遭受挫折之后，选择了继续扩大战争的道路。当中国军队从徐州成功大撤退后，在军部与政府之间，由于徐州作战问题产生了极大的摩擦，最后几乎酿成兵变。在元老重臣与军方将帅出面斡旋之下，日本政府于1938年5月中旬进行改组，扳倒了杉山元和广田弘毅，由宇垣一成出任外相、板垣征四郎出任陆相。
宇垣主张以和谈解决战争，得到近卫首相支持后才答应出任外相。由于宇垣对于压抑军部扩张，有着极强手腕的记录（大正日皇时代，日本的裁军政策就是出自宇垣），同时他与国民政府的蒋介石、张群等人，都有彼此相识之交情，日本希望他的出任能够以谈判方式解决中国问题。因此，他就职之后，立刻透过外交渠道与国民政府的高级官员张群接触，准备积极推动与中国的和谈。
但是出任陆相的板垣却不以为然。他拥有在中国战场作战的实际经验，又是发动“九一八”事变少壮派的首要人物。虽然他个人曾经支持石原莞尔的见解——不要在“卢沟桥事变”之后与中国爆发全面的战争，但他因在中国作战不利、屡受挫折，有着极强的报仇心理。加之他刚由前线的师团长高升陆相职务，位高势孤，所以他必须要讨好军方，以争取军部与前线高级将校的支持，因此让日军在中国战场上能有更多的作战建功机会就成为他的政策基调。
板垣出任陆相之后，立刻就与军方的主战派结成一股新的扩大中国战争的力量，而将参谋本部中侧重防苏、并不希望日军深入中国作战的势力压了下去。宇垣的和谈建议还没有付诸实施，就被迫辞职了。日政府希望以和谈方式结束中国事变的想法，也很快地随之消失。
1938年6月15日，日本大本营在御前会议中做出两项深入中国作战的战略决定：一是武汉攻略，二是广东攻略。此时，在日本政府的请求下，德国希特勒政府终于决定，从1938年4月起停售军事装备给中国，并且要求所有的德国军事顾问在当年7月离华，这对于正面对武汉会战的中国军队而言，造成了很大的影响。过去中国军队作战的重装备，以及布阵作战，都得到德国的协助，现在一切都要靠自己，岂不雪上加霜。因此日军乐观地估计，中国继续作战的能力，随时都可能枯竭。
7月4日，日本大本营发布了进攻武汉的作战部署：日军共分兵两路，准备以钳形攻势进攻武汉。南路由华中派遣军的第11军冈村宁次中将负责，统帅日军第6、第9、第27、第101、第106师团，以及4个支队和特种作战部队，总兵力15万人，在九江集结，然后沿长江南北两岸进攻武汉；北岸的军队直攻武汉，南岸军队负责包抄粤汉铁路的贺胜桥与咸宁，以截断武汉中国军队的南下退路，最后再合围在武汉的中国野战军。
北路军由原华北方面军的第2军东久迩宫亲王稔彦王中将负责，并改由华中派遣军统一指挥，统帅日军第3、第10、第13、第16师团，以及特种作战部队，总兵力12万人，在合肥集结。由于淮河泛滥，不方便军事作战，因此进攻路线向南修正，沿着大别山由东向西进攻，在攻克平汉铁路之后，再向南旋转切入武汉，与南路日军会师，以对武汉的中国军队进行合围。
另外，华中派遣军控制4个师团作为预备队，以及3个飞行团的空中支援兵力、一个海军舰队，兵力为14万人。两支日军以南北平行运动的钳形攻势直扑武汉。但是，以兵力与支援而言，日军进攻的重点是放在南路的长江作战上。
蒋介石为了在武汉迎击日军，特别设立了武汉卫戍司令部，由陈诚出任司令，并在长江南岸设立第9战区，司令官也由陈诚出任，统帅薛岳的第1兵团、张发奎的第2兵团，主力集结在鄱阳湖以西地区的长江南岸，在侧翼迎击日本第11军的攻势。而抗击沿大别山与长江北岸进攻的日军之责任，蒋介石仍然交给了第5战区的李宗仁（李因病而由白崇禧代理前半段的指挥），令其统帅孙连仲的第3兵团负责在大别山御敌，李品仙统帅的第4兵团则在长江北岸抵抗日军的攻势。
在武汉会战的紧急关头，毛泽东派周恩来到武汉面见蒋介石，协商武汉会战的防卫大计。周恩来当时是国民政府军委会政治部副部长。他曾任黄埔军校政治部主任的特殊经历和崇高的爱国精神，赢得了许多国民党将领的崇敬，蒋介石也许不忘周恩来在“西安事变”中的救命之恩，对周恩来亦格外器重。
周恩来告诉蒋介石，共产党和毛泽东主席非常关心武汉会战，希望在蒋委员长领导之下，取得抗战最后的胜利。他明确向蒋介石建议调整武汉会战的战略部署：“明朝覆亡的教训之一就是节节抵抗，节节溃退，把兵力都用在了第一线，没有在敌后留下一定数目的部队以牵制、袭扰敌人。我国既然准备持久作战，就不应该动用所有兵力进行这次会战。”
周恩来建议只用1/3部队与日军正面对峙，而使大部分部队深入敌后开展游击战争，或开到大后方准备最后决战之用。蒋介石非常赞成周恩来的意见，决定只以原计划60%的兵力投入武汉作战，保留40%的兵力作为持久战的基础。
周恩来又向蒋介石和国民党高级将领宣传毛泽东的《论持久战》。白崇禧将其概括成两句话：“积小胜为大胜，以空间换时间”。蒋介石极为欣赏，命令将此作为中国对日作战的最高战略方针，并把《论持久战》油印成小册子，发给国民党军队参考。
毛泽东还亲自致信蒋介石呼吁团结抗战：“同人认为，此时期中之统一团结，比任何时期为重要。唯有各党各派及全国人民克尽最善之努力，在先生统一领导之下，严防与击破敌人之破坏阴谋，清洗国人之悲观情绪，提高民族觉悟及胜利信心，并施行新阶段中必要的战时政策，方能达到停止敌人之进攻，准备我之反攻之目的。因武汉紧张，故欲恩来同志不待会议完毕，即行返汉，晋谒先生，商承一切，未尽之意，概托恩来面陈。此时此际，国共两党，休戚与共，亦即长期战争与长期团结之重要关节。泽东坚决相信，国共两党终必能于长期的艰苦奋斗中，克服困难，准备力量，实行反攻，驱逐顽寇，而使自己雄立于东亚。此物此志，知先生必有同心也。”
在中国共产党的参与下，蒋介石集全国之智慧，确定了一个比较符合实际的作战指导方针，即中国军队作战的目的在于消耗日军，而不是保卫武汉城。有人把它概括为：会战武汉而不战于武汉。
负责南路进攻的日本第11军第6师团长稻叶四郎命坂井支队1万余人，在大本营还没有下达武汉攻略的作战指令之前，就已于6月2日从合肥南下，抢先发动了登陆安庆的序战攻势。安庆古称皖城，位于安徽西南部的长江北岸，“上控洞庭、彭蠡，下扼石城、京口，分疆则锁钥南北，坐镇则呼吸东西，中流天堑。万里长城于是乎在”，自古即为兵家必争之地。
畑俊六也深知安庆三面环山，一面临水，中国自古视其为“江介之要冲”“金陵之门户”，是通向武汉的第一道大门。他担心坂井支队不能顺利攻克安庆，又专门从台湾调来波田支队作为溯江攻城的先锋。波田支队为驻台日军精锐之师，素有“悍师”之称，受命从台湾乘坐20余艘海军舰艇，于6月11日夜到达安庆江面。恰逢天降大雨，支队长波田连夜选择登陆地点，翌日清晨在大雨滂沱中登陆突袭。中国部队第26集团军一部猝不及防，抵挡不住日军的强烈攻击。波田支队迅速占领安庆城郊飞机场，略事休整又向安庆守军杨森的第27集团军第146师发动进攻。杨森部队纪律松弛，装备太差，未经力战就轻易丢失安庆。
6月13日，日军第6师团坂井支队占领桐城。14日得知波田支队已攻占安庆，即奉命改变进攻方向，向中国军队大别山南麓防线的前沿阵地潜山县进攻。潜山地区是保卫武汉主要阵地的大别山脉的最右翼据点，由川军两个师防守。8日，日军坂井支队攻占潜山城。此后，日军第6师团沿长江北岸、大别山之南的狭长地带向西突击。中国第26集团军和第27集团军所属部队素质和装备欠佳，正面防御过宽，且战斗不力，在轻失安庆之后，又连失潜山、石牌等要地，直接导致长江下游南京到武汉间第一道屏障——马当封锁线的危急。
马当位于江西彭泽县境内，地处长江中游，与安徽省相接。长江右水道流经马当山下，江面狭窄，水流湍急，素称长江天堑，军事要地。中国第16军所属部队与马当江防要塞守备部队防守马当。国民政府为确保武汉安全，在马当从江心横贯两岸构筑一拦河坝式的阻塞线。阻塞线两岸山峰险要处设有碉堡和炮台，水陆两相配合，形成了一个较为坚固的防御阵地。中国海军还在马当江面设人工暗礁30处，沉船39艘，布雷1600多具。
6月24日，日军集中第3舰队十余艘舰艇输送波田支队向马当进攻，当日攻占要塞。第16军军长李温珩率第53、第167师反攻马当。6月28日，第16军所属部队驰往香山、香口，并由东、西夹击马当要塞之敌。这时，白崇禧正在田家镇要塞视察，当得知日军已在马当要塞登陆，即用电话指挥驻彭泽的第167师薛蔚英师长率部火速兼程驰赴香山增援。而薛蔚英当时没有遵照白崇禧的命令行动，改走崎岖小路，耽误战机，后被查办枪决。
日军占领马当要塞后，29日攻占彭泽县城，湖口告急。30日，第9战区任命第43军军长郭汝栋为湖口守备军司令官，第43军所属第26师赴湖口，接替第77师防务。7月3日，日军开始登陆，前来接防的第26师尚未接防完毕就与日军交火，奉令回援的第77师为敌钳制，未能增援，第26师陷于孤立。该师官兵来自四川，系由保安队临时编成，全是新兵，武器又劣，但在师长刘雨卿率领下奋力厮杀，苦战两昼夜，炮台守兵伤亡甚多，第26师阵地终被日军突破。该师所剩兵力不到1/3，于当夜向南突围。7月4日夜湖口失守。
安庆至湖口间的溯江作战在日本攻占武汉的计划中仅仅是序战，目的在于为日军大部队前出至集结地域开辟长江通道，并保证大部队的江上运输线。至于第二阶段的任务，华中派遣军认为：为全面进攻武汉，江南日军必须首先占领一个交通便利、宜于大部队集结展开的地域。从地形上看，最理想的集结地就是鄱阳湖以西、南浔铁路一带。占领了这个地区，既可利用南浔铁路机动部队，亦可经过铁路和鄱阳湖水路提供充分的补给，而且九江、瑞昌、德安乃至南昌等城市也便于大部队集中。此外，部队集结在这一带，背后有鄱阳湖自然掩护，可免除后顾之忧。
对中国方面来讲，南浔线地区也是势所必争的阵地，若将这一地区控制在自己手中，既可以迫使日军无法从容集结，破坏其下一阶段进攻武汉的计划，又可以形成腰击长江之势，威胁日军溯江部队的侧翼。
中日双方从7月24日九江攻防战打响时起，至10月底中国军队撤离德安时止，在南浔线地区鏖战100多天。日军在此地先后投入了4个师团的兵力，付出了武汉会战中最大的损失。直到武汉失陷，日军始终未能实现在这一地区作战目的。至少在南浔线战场，日军是失败的一方。
九江古称浔阳、江州，东临鄱阳湖，南傍庐山，北濒长江，自古就是“西挹武昌、东引皖口、襟带中流”的军事重镇。
湖口沦陷后，日军波田支队、第106师团、海军陆战队约一个旅、第3舰队所属舰艇约数百艘，积极准备向九江进攻。中国第9战区，以第1兵团部署于鄱阳湖西岸，策应九江方面防御；以第2兵团部署于星子、九江之线。第2兵团总司令张发奎以第25军、第29军团、第54军、第9集团军防守星子、姑塘、九江、码头镇、瑞昌等地区。
7月22日午夜，日军波田支队及伪军一部，在军舰20余艘、汽艇100余艘的支援下，冒雨夜潜鄱阳湖，23日零时在姑塘登陆，中国守军预备第11师竭力抵抗，击沉敌汽艇十余艘。激战3小时后，日军登陆成功。第2兵团总司令张发奎得到报告后，即令第15师、第128师增援姑塘，务于拂晓前歼敌。但第128师未能到达反自溃败，退往九江、星子地区。24日，日军波田支队与第106师团会攻九江，翌日晨发动总攻。是日夜，日军攻进城内，双方展开激烈巷战。26日晚，第2兵团以态势不利、伤亡过大，遂放弃九江。同日，长江对岸的江防要地小池口也告不守。日军突破了中国军队主阵地，冲开了武汉外围主阵地的大门。
日军大本营鉴于华中派遣军所属第11军主力于九江附近，第2军主力于合肥附近已分别集中完毕，遂于8月22日下达进攻武汉附近的命令。这时，中国政府决定的战略防御方针是：保持现态势，消耗敌军兵力，确保大别山黄麻间之阵地，先打破敌包围武汉企图，而后集中兵力，由南北方向沿江夹击突进之敌。第5战区防御大别山主阵地，第9战区阻止敌沿长江西进。并根据日军进攻重点在长江以南，遂将防御重点放在长江以南沿岸地区。
8月末，日军华中派遣军根据所属第11军及第2军大致完成战略展开情况，遂按原计划向武汉全面发起大规模进攻。日军第11军向中国第9战区发动了总攻势。由于日军在汉口攻略开始的江南序战之时作战意外地顺利，因此日方甚至认为，只要一个月就可以攻下武汉。这个想法后来让日军付出极大的代价。