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然而，在补充兵员的这段时间里，第6师团由于之前的战斗消耗过大，已经没有足够的力量去进一步扩大战果。
因此，在李品仙兵团方面的战事也随之陷入了一段时间的沉寂。
与此同时，日军在富金山遭遇失败之后，其主力部队开始改变进攻方向，沿着固始—潢川公路向西进犯潢川。
在这里，他们遇到了张自忠率领的第59军的顽强抵抗。
经过激烈的战斗，直到9月20日，日军才最终攻克了潢川和光山这两座城市。
日军第2军在抵达商城、光山一线后，并没有停止前进的脚步，而是继续兵分两路展开进攻。
其中，北路的第10师团和第3师团从光山、潢川继续向西挺进，目标直指罗山和信阳，企图截断平汉路，进而南下武汉。
而南路的日军则由第13师团和第16师团组成，他们在占领商城后，迅速转向南下，攻击沙窝和小界岭。
从9月27日开始，第16师团与第13师团相互配合，先后沿着商城和麻城之间的公路向南推进。
孙连仲所率领的第2集团军和宋希濂部第71军在小界岭等地区构筑了层层防线，彼此紧密配合、协同作战。
他们巧妙地利用山岳险峻的地形优势，顽强地抵御着日军的频繁进攻。
在长达数月的时间里，日军的两个师团尽管投入了大量兵力，但始终无法突破中国守军的防线，被死死地阻挡在原地，遭受了惨重的损失。
据不完全统计，在这场激烈的战斗中，日军伤亡人数高达4500人之多，陷入了一场艰难的苦战。
而中国守军同样也付出了巨大的牺牲。到了10月10日，第71军的3个师已经只剩下4个团的兵力，而第30军除了工兵和通讯兵外，能够参与战斗的人员甚至不足3000人，其中第30师更是仅剩下160多人。
面对如此严峻的形势，10月13日，徐源泉部奉命接替第30军的防线。
然而，尽管他们竭尽全力，却仍然难以抵挡住日军的猛烈攻击。
直到10月24日，日军的第13师团和第16师团终于突破了田镇南、宋希濂、徐源泉等军的阵地，成功地越过了小界岭，进入了湖北省境内。
紧接着，在10月26日，日军迅速占领了宋埠、麻城等地。
罗山——平汉路线战事，北路方面日军第10师团来势汹汹，他们由潢川、光川一线向西进犯罗山。
9月17日，这支日军与胡宗南的第1军在潢、罗之间的竹竿铺展开了一场激烈的交锋。
面对日军的猛烈进攻，守军毫不退缩，坚决抵抗，给日军造成了较大的伤亡。
然而，日军并没有因此而退缩。
9月20日，第10师团的主力部队冲破了竹竿铺的防线，如饿虎扑食一般迅速攻占了罗山。
但他们万万没有想到，等待他们的是一场更为惨烈的反击。
配备着重炮、坦克等重型武器的胡宗南第17军团，从西、北、南三个方向对日军发起了强有力的攻击。
胡部的士兵们奋勇杀敌，毫不畏惧，与日军展开了殊死搏斗。
经过数日的激战，日军死伤数千人，终于抵挡不住胡部的猛攻，不得不退回罗山等待援军的到来。
时间来到10月2日，第3师团的主力部队推进到了罗山，与第10师团会合，一同对信阳发起攻击，并企图将胡宗南部一举歼灭。
10月11日，战局发生了戏剧性的变化。迂回到信阳南面的第10师团主力，突然遭到了胡宗南部和孙连仲部的两面夹击。
日军猝不及防，被打得措手不及，死伤惨重，多达2000余人。
经过这一系列的战斗，第10师团遭受了沉重的打击，每个中队的人数都已经不及30人，战斗力大减。
次日晚，胡宗南未经第5战区司令长官部批准，擅自放弃信阳，平汉线被切断。
在这场激烈的战役中，日军第2军为了进一步扩大战果，决定乘胜追击，消灭第5战区的主力部队。
他们下达命令，要求第3师团的一部分兵力确保信阳附近的安全，而第10师团等主力则迅速向武汉西北方的应山、安陆、花园等地挺进，企图与第6、第13、第16师团形成合围之势，将平汉路以东的第5战区部队一网打尽。
时间来到10月24日，日军如饿虎扑食般迅速占领了应山。
紧接着，在26日，他们又毫不费力地攻占了安陆。
这一连串的胜利让日军士气大振，而平汉线方面的中国防线却因为胡宗南的全军擅自放弃信阳，并退往信阳西北，导致正面防线出现巨大漏洞，全线陷入一片恐慌和震动之中。
面对如此严峻的形势，第5战区司令长官部当机立断，立即下令各部队火