1984年8月22日，日本大本营下达了攻取武汉的命令，日军华中派遣军分南北两路向武汉进攻，武汉会战全面展开。南路方面，波田支队沿长江西进，8月24日攻陷瑞昌。第9师团和波田支队继续沿长江西进，与守军第30集团军和第18军等部展开激战，战斗持续月余。9月5日，日军第27师团攻占箬溪后，转向西北进攻，18日陷湖北辛潭铺，并向金牛方向进犯。9月24日，码头镇、富池口先后陷落。第2兵团在阳新地区积极防御，战至10月22日，阳新、大冶、鄂城相继失守，日军第9师团和波田支队向武昌逼近。
在九江以南，从7月至8月，日军第106师团从九江沿南浔铁路（南昌—九江）南犯。中国守军依托庐山两侧及南浔铁路北段的有利地形进行顽强抗击，给日军以重创。8月20日，日军第101师团从湖口横渡鄱阳湖增援，突破第25军防线，攻占星子，协同第106师团企图攻占德安，
夺取南昌。中国第1兵团总司令薛岳以第66、第74、第4、第29军等部协同第25军在德安以北的隘口、马回岭地区与之激战，双方成胶着状态。9月8日，日军106师团司令部向军司令部紧急报告：“师团正面之敌，一到夜晚依然向师团四周进行数次反击，师团逐渐处于被包围状况。”日军派出多支援兵，直到9月17日才突破重围。在九江以南的战斗中，由于中国军队的奋力抵抗，使日军寸步难行。日本著名作家石川达三在《武汉作战》中这样描述道：“占领星子后，不停顿地连续战斗了30多天，战线仅仅推进了2公里半。而且，即使占领了西孤岭，前方仍然耸立着全轮峰、硝爪船等高大的群山。这些山峰上的敌人炮兵，每天都居高临下地实施准确的射击，连在火线后方进行饭后杂谈的记者们也遭到迫击炮的轰击。炸裂的弹片击伤了3位记者，他们的衣服上浸满了红黑色的血。”
在正面久攻不下的情况下，冈村宁次决定孤注一掷。9月21日，他命令日军第106师团第123、第145、第147团和第101师团、第149师团仅带6天口粮，孤军深入，进至德安西面万家岭地区，妄图从背后偷袭我军，断我德安之后。薛岳指挥迅速调集第4、第66、第74军等部对进攻之敌实施合围。
战斗打响，我军用猛烈的炮火向敌人发起攻击，炮弹在马群中炸响，马群炸了窝般在硝烟中乱冲乱撞。子弹从四面八方飞过来，日军躲在水沟、土堆四周无法还击，死伤惨重。原106师团的幸存者、辎重运输兵那须良辅战后在《地狱谷中的三个星期》一书中描述了日军当时的绝望：“战友们大都受伤，也有些因为饥饿和疲惫而倒下。死在水沟的战友们，他们的脸色都变成茶色而浮肿，白花花的蛆虫从他们的鼻孔和嘴巴掉下来。一连几天都没吃东西，只能从漂浮着同伴尸体的水沟里舀脏水喝，活着的人也都快变成了鬼。我也觉得我的死期到了。对着月亮，我放声大哭。”
10月7日，中国军队发起总攻，第66军以第195师及160师一部展开于金蛾岭、公母岭一线，随后向石堡山攻击前进。日军凭险据守长岭北端和张古山制高点。74军之王耀武的51师屡攻不下，遂听取305团团长张灵甫的提议，组织约一营兵力的突击队，从后山陡壁攀缘到达山顶，并与日军展开白刃战，夺取了张古山主阵地。张灵甫腿部受伤，仍不下火线。拂晓日军拼力反扑，一度夺回阵地，但经51师拼力奋战后又重新夺回张古山顶阵地。日军伤亡惨重，武器装备损失殆尽。
为解救万家岭被围困之部队，日军第11集团军一方面向该师团空投弹药物资和200多名联队长以下军官，以补充该师团战斗力，一方面命第27师团于10月初从大河桥南下救援，但其援军被国军66军所部阻击，进展缓慢，数日才攻占箬溪。9日，蒋介石下令必须在10日前拿下万家岭，作为给双十节的献礼。薛岳遂选派百余名敢死队员作为先头部队，并下令各部将领亲临前线督战。19时，我军向日军发起全线攻击，各攻击部队主力紧随敢死队之后发起进攻，冒着密集的炮火奋勇冲杀，经过一夜激战，于10日晨占领了万家岭、雷鸣鼓等地。在激战中，第4军前卫突击队曾突至万家岭第106师团司令部附近不过百米，因天色太黑，以致未能发现日军第106师团师团长松浦淳六郎，使他得以侥幸逃脱。
战役结束后，万家岭战场周围约10平方公里的土地上，到处是日军的尸体和马匹的骸骨，五步一尸、十步一马，日军的辎重、钢盔、马鞍、弹药箱、毒气筒、防毒面具等杂物，俯拾可得。
万家岭一役，日军第106师团几乎遭到全军覆没，给日本朝野以巨大的震动。中国军队歼灭日军4个团大部，共3000余人，伤敌无数，并缴获大批辎重，史称万家岭大捷。叶挺将军后来评价万家岭战役是“挽洪都于垂危，作江汉之保障，并与平型关、台儿庄鼎足而三，盛名当垂不朽”。
