与陈诚和谢昌云的相对轻松比较，大别山北麓的战况却显得有些不妙。
从安徽六安向大别山北麓进攻的是日军华中派遣军第二军。
由于战线较长，有无海军协助，所以其野战师团的配置实际要强于第十一军，其中的第三、第十、第十六师团都是日本的常设师团。而第十三师团虽不属于十七个常设师团之一，但由于其预备役建制一直完整保留，恢复师团番号之后人员和武器装备相同于常设师团，而且士兵许多出自于仙台矿工，十分凶猛彪悍，战斗力不让常设师团多少。
仅这四个日军师团摆在一线，就可想而知第七战区的大别山北麓防线要承受多大的压力了。
第五战区在豫皖交界的叶集至河南的商城一带沿主要公路部署了六个军的兵力，自九月下旬起开始与日军展开了逐个山头的激烈争夺，双方都遭受了惨重损失。日军各师团先后补充兵员一万余人，而中国军队则伤亡达五万有余，有的一万余人的主力师到最后只剩下了区区数百人。
最后，日军终于凭借飞机和大炮的优势，连续突破了中国军队的三道主要防线。
而后日军第二军分兵两路，北路两个师团沿向罗山方向进攻，试图占领信阳，沿平汉线迂回武汉。