直到此時，中國軍隊還沒有意識到，日軍會進攻宜晶，所以，擔任河西守備的第33集團軍和江防軍主力大部調往河東，以致河西兵力空虛。
因此，不僅遠安、南漳等縣沒有設防，宜昌的防禦兵力也很少。
等到發現日軍西渡漢後，襄河以東的部隊由戰區司令長官李長官指揮，第2、第22、第31集團軍和第68軍攻擊襄花路、京鍾路以及漢宜路日軍後方，斷其補給聯絡，並以有力部隊向襄陽、宜城間攻擊渡河日軍，策應右兵團作戰。
右兵團由軍事委員會政治部部長陳誠指揮第33、第29集團軍和江防軍，以確保宜昌為主要任務。
同時還決定第75、第94軍火速從漢水以東趕回漢水以西歸還江防軍建製，陳誠這回也是豁出去了老本兒，將自己的嫡係，正在四川整訓的第18軍緊急船運到宜昌擔任守備。
然而，誰也沒有想到，日軍的前進速度是如此之快，日軍當晚即突破第四十一軍的防線，第二天就攻占了襄陽。
兩個師團並列向南攻擊前進，到達33集團軍背後，中國守軍倉促間陷入混亂，日軍趁機猛攻，將三十三集團軍各部各各擊破。
至此，蔣委員長才如夢方醒，急令三十一集團軍率五個軍南進追擊，希望能牽製日軍的行動。
但是，此舉效果不大，3日，日軍第3師團占領南漳，第39師團占領宜城。
4日夜，第13師團、池田支隊、漢水支隊又從鍾祥以南的舊口和當陽形成南北夾擊之勢。
日軍在占領沙市、荊州後逼近宜昌。
9日，日軍第3，第39師團，第13師團圍攻當當，10日是，日軍向宜昌發起進攻。
中國軍隊立即以第18軍進行防禦主軍是陳的嫡係部隊，人數眾多，訓練有素，裝備精良，然而，日軍以3低點師團的兵力連續攻擊，以戰車部隊突進，以上百架飛機瘋狂掃射。
守軍到底人數太少，擋不住日軍的猛烈攻勢，隻好撤往附近的山區。
在占領宜昌之後，日軍卻對於是否堅守宜昌發生了分歧，這是因為，武漢會戰之後，日軍的作戰，並不是以占領土地為目的，而都是以摧毀中國軍隊的抗戰意誌為目的。
因此，第11軍在占領宜昌的當天就指示各師團：“已達到此次作戰目的，現決定立即整理部隊，準備爾後之機動。”
之後的日軍，開始摧毀宜昌的軍事設施，將無法攜帶的繳獲物資進行銷如期而至或勢進長江，準備反回。
如此一來，日軍在占領宜昌的四天之後又陸續撤出，中國軍隊隨之收複宜昌。
就在日軍於6月12日占領宜昌的當天，在世界的另一頭，德國軍隊占領了巴黎。法國淪陷，德國氣焰高漲，世界形勢正發生著劇烈動蕩，在這種形勢下，日本軍政當局更迫切希望盡快解釋發決中國問題，以騰出手來參與世界範圍的角逐。日本天皇甚至在禦前會議上詢問陸軍，是否可克保宜昌？
有了天皇聖喻的撐腰，日軍參謀本部於6月16日發出暫時確保宜昌的命令，第13師團再一次於6月17日下午重新占領宜昌，而中國軍隊無力反擊，棗宜會戰至此結束。
棗宜會戰，日軍顯示了他們的戰力遠勝當時的中國軍隊，按第十一軍的戰報顯示，該會戰日軍傷亡僅7000人，與之比較，中國軍隊的戰損為陣亡36983人，失蹤23000人，負傷50509人。
毫無疑問，我軍戰敗，經此一役，第五戰區主力元氣大傷，重要性急速下降。
這還是在李學坤部不斷打擊日軍交通線的情況下的戰果，可見日軍此戰，絕對是一場大勝了。而且，此役，第33集團軍總司令張自忠上將陣亡，傷亡十萬餘人，可謂是死傷慘重。