六月中旬，军事委员会任命刘兴为江防总司令，专门负责马当、湖口、九江和田家镇等长江沿线诸要塞的防御作战。江防总司令刘兴所辖的要塞防御部队是：马（马当）湖（湖口）区要塞指挥部，指挥官第十六军军长李韫珩，下辖周启铎的第五十三师，薛蔚英的第一六七师；马当要塞守备司令部，司令王锡焘，下辖步兵守备营一个、守备总队两个，炮兵教导队两个，以及陆战支队的一个大队，还有三座炮台。
也是六月中旬，副参谋总长白崇禧视察马当要塞，重新部署了要塞防御阵地：主力部队配置于江南岸的黄山、香山、下隅坂、黄栗树、香口一线；另以第五十三师一部在江北岸的华阳、雷港、望江一线设防。沿着马当江面的堵塞线，又设置了人工暗礁三十处，沉船三十九艘，布设水雷一千六百颗，两岸构筑的大量碉堡火力全部指向江面，三座炮台上的八门十二厘米口径大炮也都计算好设计诸元并完成试射，随时可用密集的炮弹轰击狭窄江面上的任何目标。中国空军还集中了战机于汉口和南昌机场，以备给马当要塞以空中支援。然而，看上去几乎不可逾越的马当要塞，却因中国守军的怪事迭出仅仅坚持了四天。
六月二十二日，波田支队和海军第十一战队，由安庆溯流西进攻击马当。果然，在中国军队精心布置的堵塞线前，日军海军舰船受到两岸中国炮兵的猛烈轰击，日军“鹊”号战舰中弹起火，“利华”号炮舰触水雷沉没，三艘汽艇葬身于长江的漩涡。日军的攻击持续了两天，付出惨重伤亡后，仍无法打开马当通道。于是，波田支队从要塞江面后退，于长江南岸登陆，企图从陆路迂回马当。
在波田支队的攻击下，马当要塞外围阵地失手，除阻击的中国军队战斗力弱之外，真正的原因竟然是：当日军猛烈进攻马当要塞阵地时，第十六军军长李韫珩正召集部队主官在马当镇里聚餐。半个月前，李韫珩军长召集马当、彭泽两地的乡长、保长与第十六军的军官们集中训练，他把这一训练取名为“抗日军政大学”。就在日军已经攻至马当江面时，六月二十三日，李军长下达了一道命令：二十四日上午八时举行盛大结业典礼。而正是二十四日这天，波田支队从陆路开始迂回马当，接敌的第五十三师三一三团团长负伤，全团官兵在激烈的阻击战中伤亡殆尽，以致马当要塞外围黄山、香山和香口要地相继丢失。一李军长的命令中有个规定：各部队主官必须参加，典礼之后集体聚餐。为了表示“结业典礼”和“集体聚餐”的隆重，李军长还正儿八经地给要塞所有上尉以上军官发了请帖。
无法得知，作为战场最高指挥官，李军长是根本不了解前沿日军攻击的情况呢，还是认为马当仅靠那道坚固的堵塞线便可高枕无忧？ 在马当阵地上，有一位上尉接到请帖但没去聚餐，他就是要塞守备司令部陆战队第二大队副队长杜隆基。 二十四日拂晓，他跟防守香口的一大队联系，电话不通；又跟最前沿的三一三团联系，也联系不上。透过清晨的雾气，杜副队长突然发现香口方向有部队移动，这时士兵报告说香口已被日军占领。香口位于马当江面的南岸，这就是说日军已经登陆了。确定日军正从陆路迂回马当后，杜隆基立即向要塞守备司令部报告，但电话总机说司令参加结业典礼去了，杜隆基只能用无线电与位于汉口的江防司令部取得联系并报告敌情。
此刻的马当要塞，防御阵地上只有少量的守备部队。日军波田支队攻克外围阵地后，分成三个突击组，抬着重机枪，以太白湖口的水荡为掩护向马当推进。杜隆基指挥阵地上的火炮和机枪齐向水荡射击。而在马当江面上，日军舰船再次向堵塞线接近，十九艘舰船集中在一起利用舰炮向两岸中国守军阵地实施猛烈轰击，
下午三时，李军长的“集体聚餐”在震耳欲聋的枪炮声中结束了，阵地上的部下也终于和他们的李军长联系上了。听闻日军已经在马当要塞登陆，李军长说他并没有接到报告。部下说：“香山、香口早被敌人占领。”李军长还是难以置信，问部下“确实看见敌人了？”部下告诉他：“我们的阵地被敌人打乱了，人死了一半，还说我们没有看见敌人。接下来，怪事再次发生：李军长确定马当危急后，本应抽派就在马当附近的他的第十六军增援，遏制住波田支队从陆路发起的攻击，但是，李军长却命令远在彭泽方向的第一六七师薛蔚英部前来增援。
二十五日，马当要塞阵地上的激战持续一天。中国守军一度夺回黄山阵地，攻击香口的日军遭遇中国守军的反击后也退至香口以东。中国空军轰炸了马当江面上的日军舰船，炸沉炸伤了多艘敌舰。二十六日，日军后续部队在娘娘庙、牛首矾大规模登陆，炮兵发射了大量毒气弹，中国守军伤亡严重，阵地已多处破碎，要塞岌岌可危。奉命增援的第一六七师仍不见踪影，
第一六七师师长薛蔚英在接到李韫珩增援命令的同时，也接到了白崇禧要求他迅速增援马当的命令。但是，薛师长选择的增援路线，只能说明他在暗中违抗军令：从彭泽到马当，本有一条平坦的公路可行，薛师长放着平坦的公路不走，走的是一条绕太白湖东边的小道。小道崎岖蜿蜒，泥泞不堪，师参谋长提醒他：以一师之众，走如此难行的小道，何时才能赶到马当？薛师长的回答是：这样可以避免遭遇日军的阻击。结果，第一六七师才走到半路，在日军步兵、海军和空军的联合猛攻下，马当要塞已于二十六日上午九时落入日军之手。马当要塞的丢失，令人无法解释。
一九三八年八月，国民政府军事委员会撤销了第十六军军长李韫珩的职务，而第一六七师师长薛蔚英因“畏敌如虎，贻误战机”被军法会执行枪决。为挽回马当失守对江防全局造成的危害，陈诚急令武汉卫戍总司令罗卓英督率调归他指挥的李韫珩的第十六军、刘多荃的第四十九军、黄维的第十八军等部向香山和马当一线实施反击 。二十八日夜，中国军队以伤亡六百多名官兵的代价，突破了香山东南方向日军的阵地，战至天明收复香山。日军退到香口后增兵两千，二十九日拂晓，日军舰炮、飞机连同地面部队一起阻击反攻香口的中国军队，中国军队退回香山与日军形成对峙。