揮第12軍、第17軍團、第16軍、第31軍、第13師、第106師，負責平漢路及信陽方面的作戰，日軍第2軍令第10師團主力進攻柳林車站，令第3師團進攻長台關車站，令第10師團第8旅團進攻五裡店，從南、北、東三個方向合擊信陽。
10月12日，日軍攻占信陽。
至17日，守軍第5兵團轉移至武勝關、平靖關、應山地域。
羅卓英調至江南，第5兵團由李宗仁直接指揮。
1938年10月中旬，武漢外圍第二防禦地帶各要點多已為日軍占領，武漢三鎮已外于三面被圍的境地，中國軍委會認為已達到消耗日軍之軍事目的，沒有必要死守武漢，與敵硬拼，10月16日開始作撤出武漢的準備工作。
戰鬥至10月24日時，日軍第2軍已進至麻城、花園之線，第11軍已進至黃肢、葛店和金牛鋪、仙索橋、太平山以東之線。
此時，在武漢之重工業及國民政府各機構，均已西遷重慶，廣州已于21日失陷，國際交通線亦告阻斷，武漢得失之重要性已較前減少，因而、中國軍委員決定放棄武漢。
10月24日開始，全線轉移。
日軍于25日占領武昌，26日占領漢口，27日占領漢陽。
其第11軍各部繼續向南進攻，于11月12日占領嶽陽。
此時，第五戰區主力已轉進至湖北、河南平漢路以西，固安、随縣、京山、天門一線；第九戰區主力已轉迸至江西、湖南永修、幕阜山、嶽陽以南一線，日軍攻勢達于極限，無力前進。
武漢會戰結束。
武漢會戰初期，中國空軍曾以主力支援地面部隊的作戰。
因損失過巨，至後期僅以一部支援地面部隊作戰。
與日軍航空兵的空戰，極為頻繁，其中最著名的有2次。
1938年2月18日，日海軍第1聯合航空隊的15架攻擊機，在第2聯合航空隊的11架戰鬥機掩護下襲擊武漢。
中國空軍第4大隊的29架驅逐機升空攔截，激戰12分鐘，擊落日機12架，中國空軍損失飛機5架；4月29日，日海軍第2聯合航空隊出動27架戰鬥機、18架攻擊機襲擊武漢。
中國空軍第3、第4、第5大隊的19架驅逐機和蘇聯志願航空隊的45架戰鬥機迎戰，經30分鐘空戰，擊落日機21架，中國空軍及蘇聯志願隊共損失飛機12架；1938年2月23日，中國空軍決定空襲台灣台北松山機場。
共組成2個飛行隊，一隊為駐南昌的12架轟炸機，系中蘇混合編隊；一隊為駐漢口的28架轟炸機。
由武昌起飛的一隊，因領航員計算有誤，偏離了航向，被迫在福州機場降落，加油後返回，未能完成任務。
漢口的一隊到達松山機場上空時，日軍毫無準備，共投彈280枚，擊毀地面飛機12架、營房10棟、機庫3座，焚毀該機場可用3年的航空油料，使松山機場1個月不能使用。
1938年5月20日，中國空軍2架重轟炸機，由第14中隊長徐煥升和第19中隊副隊長董彥博駕駛，跨海遠征日本，在長崎、福岡上空。
空投近百萬份《告日本人民書》等各種傳單，安全返航。
時人稱之為“人道遠征”、“紙片轟炸”。
這是日本曆史上第一次遭外國飛機“轟炸”，在國際上影響極大。
武漢會戰，由安慶失守算起，時間長達4個半月，大小戰鬥數百次，戰場地幅包括江西、安徽、河南、湖北4省。
雙方兵力，日本用于進攻的編制人員約25萬，會戰期間曾補充4、5次人員，投入總兵力當在30萬人左右；中國軍隊使用124個師，兵力高達75萬。
這是抗日戰争中規模最大的一次會戰。
這次會戰，不僅粉碎了日本妄圖以武力迫使國民政府屈服的戰略計劃，而且嚴重打擊了日軍的有生力量。
據日軍發表的統計資料，日軍第2軍傷亡960人，第11軍傷亡21886人，連同海軍傷亡人數，總計約3.55萬人。
國民政府軍委會軍令部據各部隊戰鬥詳報統計的日軍死亡人數為25.6萬人。
很顯然，日本發表的數字偏低，而國防部發表的數字則偏高。
根據日軍戰史透露的信息和日軍被俘人員的交代，日軍各師團傷亡人數并不相同，有的在半數以上，如第6、第106師團等；有的則較少，如第3，第16師團等，平均當在30％至40％之間，傷亡總數約10至12萬人。
中國軍隊傷亡人數，國民政府國防部史政局統計為陣亡254628人，恐亦難以準确。
日軍統計數字，可供參考。
日軍第2軍統計該軍當面的中國軍隊陣亡5.2萬人，第11軍統計該軍當面的中國軍隊陣亡145439人，總計陣亡197439人。
廣大愛國官兵作戰是極為英勇頑強的。
但軍事委員會及有些高級将領在作戰指導上有欠妥善，以緻在消耗敵人的同時，過多消耗了自己。
其中最重要的是，兵力分散，以連綿不斷的一線式陣地進行防禦戰鬥，而且逐次使用兵力，缺乏有力的戰略預備兵團；在會戰過程中，經常處于被動地位，處處追随在敵人的行動之後，不少措施似“挖肉補瘡”；在領導指揮體系上，受人事關系影響過大，許多兵力調配，不是以戰争需要為依據，而是按派系及資曆任官，職務與所屬兵力不适應，造成層次過多的弊病，自軍委會開始，要經過戰區、兵團、集團、軍團、軍，爾後才能到達師。
命令報告，轉達費時，贻誤戰機；一個會戰，由兩個戰區分别指揮，各行其是，難以密切協調，特别是将兩個戰區的分界線，劃在日軍主攻方向的長江水道上，尤屬失誤。