此時，第五戰區下轄的三個集團軍，共七個軍十四個師，總兵力65438+萬余人，全部部署在南陽、鄧縣、新野、襄樊、棗穗，只有45軍125師為老河口市守備。日軍作戰準備被第五戰區總司令察覺，劉智急忙將總司令撤至浚縣曹甸。3月27日，襄陽失陷，新野、襄陽守軍退守韓熙。3月29日，南陽、鄧縣失陷，守軍退守淅川丹江以西。四十五軍是保衛老河口的主力。當時127師還在睢縣大紅山，離老河口400多裏。劉智抽調127師加強老河口部隊。但路人都說這種遠調水救近火的策略，是借異滅異的計劃。當時駐守老河口的125師壹個團回四川接新兵，老河口只有兩個團的兵力。長官，另壹個戰車防禦炮兵團配給了。125師兵力部署如下:師長王(四川簡陽人)率375團防守老河口城，副師長、373團陳令(又名、四川仁壽人)率部部署在光華縣至馬頭山的前哨。
3月27日淩晨2時，敵騎兵第4旅團長藤田茂在竹林橋下達攻擊命令:西澤上校率騎兵第20團(該團為混編兵種，相當壹個團)向光化縣城和老河口北關進攻；山下彥平上校率第26騎兵團進攻馬頭山和機場；然後合力攻打老河口城。
3月27日淩晨4時，日軍兩翼與373團在光華縣城至馬頭山壹線激戰。早上，日軍帶著四個炮兵團趕到，用炮火掩護進攻。由於373團兵力分散，光華縣城被逐壹攻陷，守軍退入老河口城內。日軍第25聯合陣線隨即攻城。因為北關有壹條壹裏多長的街道，日軍從兩邊的房屋穿墻打洞，立即逼近北門(花城門)，將山炮放在離城門僅50米的地方，突破了城門。在猛烈炮火的掩護下，壹個中隊沖進了城市。守軍早已考慮到北關地形復雜，敵人容易進入，修築了大量工事和碉堡加強防禦。敵人壹沖進來，守軍就奮力抵抗。經過壹天的激戰，敵人被打敗了三次。藤田茂悲傷地承認第25聯隊遭受了巨大的損失。
日軍第26聯合陣線也在炮火掩護下數次進攻馬頭山，均被守軍擊退。下午，日軍重組隊伍，在炮火掩護下，采取橫過，步步為營的戰術。經過激戰，下午3時山頂陣地被日軍攻占，6時30分機場被占領。
3月28日，日軍增援獨立步兵團第三O旅，總兵力已達三個聯隊和壹個獨立步兵旅，約為125師兵力的兩倍。大東門和龍虎溝之間發生了激烈的戰鬥。整整壹天，373團寡不敵眾，全部退守城池。
3月29日，日軍繼續攻城。上午九時，集中炮火猛烈轟擊花城門，城墻兩處被毀。日軍入侵40余人，375團團長黃宗凱率預備隊截住敵人後路，使入城之敵成為甕中之鱉。唐家(韓熙)第16炮兵團的炮兵也開始支援。經過壹場戰鬥，沖進來的敵人全部被消滅了。
當天上午，日寇還派出壹支30人的先遣隊，偽裝成中國軍隊，企圖繞道第五戰區司令長官司令部。先遣隊由上尉櫻井率領，改名李，假扮國民黨軍某師參謀，率全隊沿漢水以西前進。行至蘇家河以北的風子溝時，被縣義勇軍大隊抓住，打死9人，繳獲戰馬29匹和作戰地圖，櫻井臉部受傷，倉惶逃回。
日軍經過兩天苦戰，毫無進展。3月29日晚，第三戰鬥隊20輛坦克從南陽調來參戰。
3月30日，日軍沒有進攻。守軍也在戰鬥中抓住機會修補工事，在街道上分段修築路障，堵住城墻缺口。
3月31日，是日軍進攻最猛烈的壹天。早上6點，它發起了全面進攻。先是城門地區被炮火猛烈轟擊，然後步兵戰車蜂擁而至，壹個攻城，占領數條街道。守軍奮勇反擊，展開巷戰。起初，他們擊毀敵車兩輛，封鎖戰車前進通道，大力封鎖突破點，使敵人進退兩難，形成關門打狗之勢。副司令員陳令調動壹切機動力量，在屋頂、門窗、地面工事形成立體彈幕，把敵人的屍體打成幾個磚墻院子進行反擊。我軍迫擊炮和燃燒彈猛烈轟炸，營長林帶領戰士從房頂投下壹顆黃磷彈，把正在挖墻的敵人燒得慘叫連連。敵人拼命沖進來，被機槍掃射，大批被消滅。我軍壹個炊事兵，見敵人逃竄，也掄起菜刀，砍死兩個人。據日軍承認，第25聯隊第二中隊長上尉陣亡，騎槍中隊長福吉上尉胸部中彈，中島曹的機槍班全部陣亡。組長古澤上校嚇得把密碼本燒了，準備給天皇打工。最後，他爬墻逃走了。日寇第二十六聯合陣線也用戰車開道，沖進東門。守軍375團用重炮連續擊毀敵戰車3輛。剩下的車輛掉頭就跑，敵軍步兵失去掩護，倉惶撤退。第四中隊長犧牲了。那壹天，從淩晨到黃昏，700多名日軍沖進城內，擊毀5輛坦克，守軍也做出了巨大犧牲。
125師堅決抗戰，人民堅決擁護。當時漢水已被炮火封鎖，但每當夜幕降臨，漢水以西的百姓便冒著生命危險，渡河為支部籌集、運送彈藥、搬運傷兵，徹夜不眠。
4月1日早晨，敵人集中炮火，摧毀北門城墻，成群結隊沖進來。守軍用機槍、手榴彈、刺刀戰了半個小時才將其殲滅。10左右，守軍發現大部分傷員頭部受傷。通過雙筒望遠鏡觀察後，他們發現敵人在高高的樹上設置了射擊點。調動優秀射手後，集中攻擊敵方狙擊手，減少傷亡。
經過6天激戰，日軍傷亡慘重，部分中隊全部被消滅。第四騎兵旅失去戰鬥力；第25聯隊的屍體和傷員無法運送。4月1，由115師接替，第四旅撤至李官橋。
4月2日，日軍在花城門附近的城墻上開了壹個大缺口，沖進來100多。守軍用輕機槍和手榴彈堵住缺口，與預備隊再次與入侵之敵展開激烈巷戰。最終，所有的敵軍都將被消滅。
當日下午，122師派黃率364團兩個營增援，於17左右與東北守軍會合。
4月3日至6日，敵人沒有強攻，只是用大炮轟擊，戰車掩護部隊，繞城壹周。
6日下午，日軍從南陽調來第三機動炮兵隊和第六野戰重炮隊，各種口徑的10榴彈炮(即10厘米半口徑榴彈炮)、12榴彈炮和15榴彈炮。射程不僅可以到達駐軍陣地，封鎖漢水，韓熙駐軍的炮兵陣地也在射程之內。
與此同時，國民黨127師380團趕來增援。127師在大紅山接到命令後，由王成喜(代理師長)率領，向老河口進發。當時襄樊被侵華日軍占領，所以繞過雙溝、新野，從襄陽石橋進入張集。4月2日，他們與守城的125師取得了聯系。雙方商定127師攻打馬頭山、光華縣，解決老河口之圍。但由於敵人在各個山頭都構築了堅固的工事，127師在沒有重武器支援的情況下攻打機投山。在沒有後勤補給的情況下，他們壹個個繞過敵人的後方，穿過文港和孟樓之間的公路，渡過漢水，於5日到達三宮。幾經長途跋涉，官兵疲憊不堪，但城內125師急需增援，即由副師長何向炯率領的380團渡過漢水，陸續加入城東北前線。
7時，敵115師再次大規模進攻。它有五個獨立的步兵旅，兩個炮兵聯隊和壹個戰鬥隊。天亮了，幾十門大炮壹起開火，從東門到北門的炮彈像雨點壹樣密集。幾輛坦克掩護步兵沖鋒，守軍的火炮被重炮壓制。戰車上配有工兵，在城墻上炸開幾個大缺口，沖進壹個中隊。380團集中手榴彈和機槍，把敵中隊長島的眼睛炸瞎了。敵左水平用梯子爬上城墻，也被364團迎頭撞上，傷亡慘重，被擊潰。當日傍晚，日軍組織進攻，雙方炮戰異常激烈。氫彈像日光壹樣閃耀，老河口在幾十裏外的壹片火海裏都能看得見。激戰至夜間22時，日軍付出慘重代價，仍以失敗告終。
4月8日拂曉，敵軍炮兵狂轟濫炸約壹小時，城墻被炸開幾尺，數輛戰車和步兵發起攻擊。經過壹上午的激戰，我們仍然堅守陣地。敵師長吉普·嬴稷親自督陣，指揮步兵、炮兵、坦克協同進攻；旅長宮宮滿誌也趕到步兵陣地監督戰鬥，團炮集中在城北角。情況非常緊急。駐軍機動部隊全部參加，師、團特務排也參加了戰鬥。中午時分，城墻多處被炸開，壹輛敵軍坦克爬上城墻。雖然被我摧毀了，但它成了敵人的射擊掩體，指揮控制著壹線火力。守軍幾次沖鋒，都沒奪回來。13，敵人壹進，就開始了大沖鋒，城東城北的錢都展開了激戰。由於守軍沒有後援部隊，敵人大量湧入，經過雙方苦戰，都付出了慘重的傷亡。我炮兵營營長犧牲，373團二營長杜德友、375團壹營長章子怡、三營長範忠先後受傷。364團和380團有5個連長和13排長陣亡。在這種緊急情況下，仍然沒有援軍到來。何香炯、陳令兩個副師長同馮通電話，請示二十二軍總部批準撤退。壹個個打壹個退，直到17: 00，老河口全部淪陷。但沒有退出的戰士們還在和日寇搏鬥，直到深夜，抵抗的槍聲才停止。
在這次戰役中，我們以劣勢兵力，劣勢武器，與日本侵略者戰鬥了13個晝夜，* * *死傷日軍1668人(其中8名野戰軍官陣亡，15名負傷)，摧毀坦克8輛，繳獲武器700余件。守軍傷亡超過1600。雙方都有飛機參戰。4月8日，老河口失守。
據《民國史誌》記載，1945年4月8日“鄂北日軍困於老河口”，13年4月“我軍鄂北克老河口”。第二，據日本防衛廳戰史室第554頁《大本營戰部卷二》:“第110，第115，坦克第三師和騎兵第四旅於3月22日發起攻擊。.....4月8日被占領。.....但占領老河口後，又回到駐地。”雖然中日雙方使用的詞語不同，但雙方的記載都顯示日軍在攻占老河口後不久就離開了。