7日起，日军调往桂南的久纳师团和近卫混成旅团共一万五千人从广州上船。10日，第二十一军制定《宾阳会战指导方案》，定于下旬在宾阳以南地区和中国军队决战。
如果不是蒋介石朝令夕改，白崇禧趁日军援兵未到，全歼今村师团的计划，是有可能实现的。但是，他失去了这个机会。
14日，日军近卫混成旅团第四联队三千多人在钦州登陆。两天后，另一支一千多人的日军部队，在钦县和灵山交界的泗合坳，与守军第五二四团激战三昼夜，丢下两百多具尸体。何宣的第四十六军包围了日军的整个联队。日军伤亡惨重，但主力在飞机掩护下突围。
另一路日军是盐田旅团，与韦云菘的西路军在塘报一带激战。日军部队实现了在南宁周边的集结。中国军队几天前没有乘胜攻击，使日军顺利完成了反攻准备。而中国军队在昆仑关大捷中激起的斗志，经过半月固守的消磨，已经云消雾散。直到25日，白崇禧才在迁江指挥所召开军政联席会议，商讨对付日军反攻的对策。
会议决定，徐庭瑶指挥李延年第二军、姚纯军和傅仲芳军为中路军，固守九塘和昆仑关一带；甘丽初军为右翼军，向三庄岭方向侧击日军；叶肇军为左翼军，在甘棠方向阻敌。这个部署，与十几天前被蒋介石否定的那个乘敌空虚迅速进攻的决策相比，变成了被动挨打的局面。
更要命的是，白崇禧没有料到，日军会采取包抄战术。23日，安藤利吉抵达南宁，第二天下达反攻命令。日军今村师团、近卫混成旅团和盐田旅团的主力，在今村均指挥下，沿邕宾公路向昆仑关进攻；久纳师团全部和近卫混成旅团一部，由久纳诚一指挥，沿邕江南岸东进，在永淳渡江北上，迂回包抄昆仑关后路。
今村均指挥的正面进攻，遭到中国军队顽强抵抗，但白崇禧发现：日军真正的主力在甘棠方向！它严重威胁着昆仑关一带的中国军队。
白崇禧急令刚从广东调来的邓龙光第六十四军火速进军甘棠；樊崧甫率主力第一七五师从江口北渡郁江，协同阻击进攻的日军；另派甘丽初军第四十九师南下武陵圩，阻止日军北上宾阳。不过，这些措施都太迟了！日军在2月1日开始总攻。
蒋介石偏偏在紧要关头又犯了一个更大的错误。恰恰在日军开始总攻的这一天，他命令张发奎接替白崇禧指挥桂南战役。临战易帅，是古今中外的兵家大忌。张发奎上任伊始，就命令叶肇军固守原阵地，并且侧击日军。他还命令所有增援部队向甘棠集结，预定2月2日在甘棠向日军发动攻击。这个命令传达到各部，比日军的打击晚了许多。
叶肇的部队遭到攻击，他擅自下令，只做稍微抵抗，就向黎塘和陶圩撤退，根本不理会防线背后没有设置预备队。这一撤，导致中国军队的阵线彻底崩溃。日军不费吹灰之力，便长驱直入宾阳，日军飞机炸毁设在宾阳的徐庭瑶集团军总司令部，导致通讯中断，战场一片混乱。2日下午，日军开进宾阳县城。
在九塘和昆仑关防御的傅仲芳军、姚纯军、李延年军和甘丽初军，失去了集团军的指挥，各自为战；宾阳失守，后路被断，致使军心溃散，部队沿山间小路各奔东西。3日，今村均的部队顺利夺取了九塘和昆仑关。李延年军副军长郑作民中将在撤往上林时中炮身亡。4日，日军占领上林，6日占武鸣，7日占黎塘。第五军将士浴血奋战半个多月才攻占的地盘，几天内就被日军夺去。
安藤利吉到达宾阳的当晚，宣布宾阳战役结束，应将兵力集结在南宁附近。8日，日军各部停止追击，返回南宁。
宾阳战役结束后，蒋介石于22日在柳州召开军事会议，总结上一年冬季攻势作战，纵论日军的战术。他说，日军战术的长处有四点。一是快，善于运用快速突击，乘人不备攻击过来。二是硬，坚守阵地，不易动遥三是锐，惯用锥形突击战术。四是密，行动保持秘密，令人莫测。他又说，日军的短处也有四点。一是小，投入兵力已到极限，以后只有小兵力侵扰。二是短，只能有短时间的战斗力。三是浅，不能深入内侵，只能作近距离攻击。四是虚，预备兵力用尽了，后方完全空虚。
日军得到蒋介石在柳州开会的情报，派出轰炸机，企图轰炸蒋介石的住地。23日下午，日机飞临柳州上空。蒋介石刚好午睡初醒，时间是2点15分。他听到飞机的声音，命令卫士辨明飞机的方向。他忽然警觉：日军飞机一定是来炸自己的。他连忙披衣整装外出。照他自己的说法，当时的慌张不亚于他在西安事变开始的时候。
蒋介石走到外面，侍卫长王世和说：“敌机已由头上飞过，似不要紧。”蒋介石不相信，急忙躲进后山上层的防空洞。不一会，二十多架日机一齐向防空洞上投弹，不久又飞回来低空俯冲投弹。炸弹都落在防空洞右上方五十米到一百米，有的落在山顶上，一共炸伤十二名卫士。蒋介石安然脱险。
蒋介石对日军的飞机如此警惕，是因为两个月前他已经吃过了苦头。西安事变三周年那一天，日军派飞机轰炸了他的故乡奉化县溪口。他的故居“报文堂”、“文昌阁”等在轰炸中被毁。他的元配夫人毛福梅不幸罹难。长子蒋经国接到噩耗后兼程赶回家乡，为母亲奔丧，写了“以血还血”四个大字，刻在他母亲罹难处的石头上。