5月11日，日军第十三师团和第三十九师团分别由双沟、张家集和枣阳、琚家湾一带调头南下，集中力量攻击张自忠。
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日军发动这次宜昌作战，把投入战斗的四个师团兵力以两个师团来对付张自忠，可见其对张自忠及第三十三集团军的“重视”，真可谓竭尽全力，以求一逞了。
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张自忠直接指挥的右翼兵团河东部队虽然有五个师地番号，然而编制都不足员，五师兵力相加仅两万余人，只相当于日军一个师。武器、装备则相差更远，一七九师、一八师几天来被日军分割，一直各自为战；骑九师名为骑兵，实际无马，士兵多系新招，只能担任协同作战或警戒任务；三十八师能打能冲，却要独挡一面；跟在张自忠身边的只有七十四师三个团和总部特务营。不足3000人，经过几天激战，各部队都已疲惫。以薄弱之兵力与人数远超于自己、装备远优于自己而锐气正的两师敌军抗衡，自然是力难以胜了。
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日军主力南下，日军第三师团孤军在唐白河谷。受到汤恩伯第三十一集团军和孙连仲第二集团军地围攻。
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日军第三师团师团长山胁正隆中将向第十一集团军司令官园部和一郎中将告急，他对园部说：“四周都是中**队，向我攻击甚是猛烈，望火速增派援军、补给粮秣。”
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园部接到告急，也感到为难，若调一个师掉头北上回援山胁，又恐对付不了张自忠。于是他派联络参谋空降到第三师，告诉第三师师长山胁正隆。要他努力坚持。园部则亲自指挥两个师向张自忠猛扑过来，并加派集团军直辖坦克部队快速向南冲击。
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在这种日军以优势兵力南下，向我右翼兵团施加压力的时候，按照兵法制胜之策略，敌强我弱，我当避其锋锐，攻其疲惫。中国统帅部应当命令右翼兵团地河东部队暂向大洪山作战术性规避。不与日军正面交锋，使南下之敌扑空，令其师劳无功，精锐之气丧殆。先趁机集中主力围歼北方日军之第三师，然后攻击南下之敌。南扑之日军第十三、三十九师因扑空而必锐气顿挫。遭我痛击，虽不能全歼，亦可重创敌军。
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但蒋介石不切实际，好大喜功，主观专横，误信日军假情报，对战局的判断过于乐观，故于5月11日发出训令说：“查鄂北之敌自佳日至唐白河畔，似已完成其作战计划，开始撤退矣。……倘纵敌悠然退回原阵地。则我军决不能自矜战胜。而且将为敌所蔑视。仰即督率所部，克服一切困难。不眠不休，各向任务迈进，乘敌脱离据点态势不利，及补给缺乏之好机，努力一举将其歼灭。并仰各将士深体追击为完成战果最有效手段之明训，以坚强意志与卓越统帅相配合，完成光荣之使命，勿得逗留不进，坐失战机为要。关于此次作战出力及不出力人员，着李长官切实考核，以凭奖惩，并转饰所属一体知照。”
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13日又电李宗仁：“第五战区应以截断敌退路，断其补给为主眼，克服一切困难，迅速围歼枣阳一带之主力获得伟大胜利。仰转饰各总部司令亲到前线指挥，以励士气，其逗留后方者，决予处罚。”
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右翼兵团河东部队，以疲惫之师以敌日军兵力倍之、武器胜之、锐气旺之的生力军，本属当败之局。作为已身经百战的张自忠，并非不明白其中之利弊，然而此次过河督战的张自忠，已抱必死之牺牲决心，作不可为而为之地事。正因如此，张自忠是绝对服从命令的。奉命他毫不迟疑，立即调整部署，掉头向南追击。
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5月11日，三十八师由黄龙附近、七十四师由峪山以北向土桥铺及兴隆寺方面追击，恰与日军第十三师主力遭遇，双方在峪山东北及黄龙东南地区发生激烈战斗。
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12日凌晨，这股日军改向东窜，张自忠指挥三十八师、七十四师及骑九师星夜追击。
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骑九师在琚家湾附近截击敌一部约2000人，激战半日，毙敌甚众，缴获战马数十匹和大批战利品，余敌向东南溃退。
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13日凌晨，三十八师进至琚家湾以南，探知附近曹家大湾一带有大批日军宿营。张自忠即令黄师长抓住良机，发动攻击；令七十四师主力，迅速南下耿家集截断日军去路；令四四团向西展开，准备阻击黄龙来援之敌，掩护三十八侧后。
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拂晓前，三十八师先头部队进至梅家大湾，日军已开始沿曹家庙、梅家二房湾、梅家高庙向南行进。
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黄师长还未布署完毕，敌已发现西山岗上有我部队向其隐蔽接近，