防军以一部在汉水以西拒止从旧口以南渡河的日军，以有力部队控制于当阳附近主阵地，与第三十三集团军协同，待日军深入后给予侧击；让第二十九集团军向钟祥出击，切断日军后方交通。
双方激战至六月八日的时候，小鬼子池田支队突破江防军第二十六军的阻击，占领沙市、荆州，尔后沿宜沙公路从东南面逼近宜昌。九日，小鬼子第三师团、第三十九师团从东北面，第十三师团从南面围攻当阳。激战一天，守军被击退。到了六月十号的时候，小鬼子向宜昌发起进攻。可是这个时候第十八军两天前才到达宜昌，仓促部署防御，以第十八师守城，以第一九九师配置于外围。小鬼子以三个师团的兵力连续攻击，以战车部队突进，以上百架飞机疯狂扫射。守军兵力单薄，不敌日军的猛烈攻势。战斗到六月十二日下午四点，小鬼子攻占宜昌，守军撤往附近山区。
日军对占领宜昌后是否要予以确保，事先并没有明确规定。按照武汉会战后大本营所确定的一般方针，每次作战，即使是经大本营批准的超越作战控制区域的作战，也只是给中国军队一次沉重打击，摧毁中国的抗战意志，并不是要扩大占领区。因此，小鬼子第十一军在占领宜昌的当天就指示各师团：“已达到此次作战目的，现决定立即整理部队，准备尔后之机动。”随后又命令各部队摧毁宜昌的军事设施，将无法携带的缴获物资予以销毁或抛进长江，准备返回。六月十五日晚上十点的时候，小鬼子正式下达了撤回汉水东岸的命令，规定第三师团、第三十九师团先行撤到当阳、荆门一线，占领阵地，防止中国军队截击和袭击，掩护第十三师团撤退后再依次交替回撤。第十三师团撤出宜昌的时间从第十六日午夜开始。这样，日军占领宜昌4天以后又陆续撤出。第十三师团排在最后，在六月十七日凌晨一点开始回撤，当天上午七点时撤到宜昌以东约十公里的土门垭。中国军队则是决定乘小鬼子撤退时，沿途予以反击。第十八军军尾追第十三师团，于十七日晨收复宜昌。
本次会战中，在第十一军发出撤退命令的前后，小鬼子方面从前线司令官们到大本营，对是否要确保占领宜昌又进行了激烈的争论。当时，纳粹德国正向西欧大举进攻。凑巧的是，恰在六月十二日小鬼子占领宜昌的同一天，德军占领巴黎，世界形势正发生着剧烈动荡。在这种形势下，小鬼子的东京大本营更迫切希望尽快解决中国问题，以便腾出手来参与世界范围的角逐。日军统帅部和“中国派遣军”中的许多人主张：确保对宜昌的占领，可给重庆蒋政权以更大的威胁，有利于推进政治谋略，从而也就有利于及早解决中国问题，战略价值极大。此一看法亦打动了天皇；使之于六月十五日的御前会议上询问陆军；是否可确保宜昌？有了天皇圣喻的撑腰，小鬼子陆军高层当即坚定了长期占领宜昌的决心。于是，日军参谋本部于六月十六日发出暂时确保宜昌的命令，期限暂定为一个月。这一命令经过“中国派遣军”总司令部、第11军转达到各师团的时候，走在最后的第十三师团已撤出宜昌五十二公里，于是第十三师团在第三师团一部配合下，调转头来再次向宜昌突进，冲破中国军队的阻击，于六月十七日下午重新占领宜昌。
七月一号的时候，日军大本营为弥补第十一军军扩大占领区后兵力之不足，将驻在黑龙江省佳木斯的经过重建后的第四师团从关东军序列中调出，列入第十一军军，并于七月十三日下达了长期确保宜昌的命令，将武汉方面的作战地区规定为安庆、信阳、宜昌、岳阳、南昌之间。第十一军命令第十三师团占领宜昌，第四师团驻防安陆，独立混成第十八旅团担任当阳东西一带警戒，其余部队均返回原防地。
可是中国军队在日军重占宜昌后继续对宜昌日军及其后方联络线进行反击。六月二十四日，蒋介石致电李宗仁、陈诚，训令：“