1939年4月17日，日军制定了随(县)枣(阳)地区会战指导方略，计划在5月初秘密将其江北各兵团及第十一军所辖部队主力集结应山及安陆附近，准备会战。
　　 国民政府军令部将第三十一集团军汤恩伯部5个师自江南调向枣阳以南地区，来增援防守随枣的第五战区。4月20日，日军令其第三师团于4月底以前集结在应山地区，第十三、十六两师团及骑兵团于5月5日前集结在安陆、钟祥附近地区，欲在枣阳以东将中国军队捕捉歼灭。为了阻止日军进攻，第五战区进行了部署：江防军郭忏部守备沙市、沙洋，荆门，宜昌一带，第三十三集团军张自忠部守备钟祥以北襄河两岸，李品仙部守备大洪山、厉山、塔尔湾一带，第三十一集团军集结于高城、唐王店、吴山镇、鹿头镇一带，第二十二集团军孙震部集结于枣阳地区，机动备用，第二十一集团军廖磊部担任鄂豫皖边区游击作战，第一战区第六十八军刘汝明部监视信阳日军，欲以大洪、桐柏两山地为据点，持久消耗日军精锐和补给，伺机深入随、枣，相机包围歼灭敌人。
　　 4月30日，日军第三师团山胁正隆部沿襄花公路向西进犯，自应山进至郝家店、徐家店一线，与第八十四军覃连芳部激战，覃部退至塔尔湾阵地，随枣会战揭开序幕。5月2日，该部日军猛攻塔尔湾，覃部坚守，阵地七次失而复得，日军方面重大伤亡，于4日占领该地。此时，日军第三师团另部3000余人向第十三军张轸部守备之随县东北高城猛攻。张部奋勇抵抗后，6日退至溧河以西。日军分数路向随枣包抄突进，接连攻陷枣阳、随县(7日)、新野(10日)、唐河、南阳(12日)。中国参战各部在第五战区司令长官李宗仁指挥下，避其锋芒，实行坚壁清野。被敌追踪之第三十一集团军主力，则跳出包围圈外，并与其他各部形成对日军之反包围。襄河两岸的部队则截击日军的后方。13，14日起，中国军队开始反攻，从三面夹击日军，14日，汤恩伯会同孙连仲自豫西南下，率部向唐河一带出击，攻克新野、唐河。15日，李宗仁率我军自西，南面对随、枣线日军进行大反攻。经过三天三夜的激战，18日，日军开始退却。19日，中国军队收复枣阳，23日收复随县。28日，襄东日军第三，十三、十六师团及第四骑兵旅团分路溃退，随枣会战结束。期间中国军队共毙敌13000余人，缴获大批器械马匹，打破了日军的强大攻势和战略企图。日军大本营对此十分震惊，曾派员密查此次战役失败的原因。