此时，接替冈村宁次第十一军司令官职务的，是原关东军第七师团师团长园部和一郎中将。第十一军共有七个师团加四个旅团，园部和一郎决定最大限度地抽调部队参战，中国派遣军司令部也从长江下游的第十三军之第十五、第二十二师团各抽出一个旅团，加强给第十一军。
最后确定的参战部队为：第三、第十三、第三十九师团，第六师团的池田支队，第三十四师团的小川支队，第四十师团的石本支队，独立混成第十四旅团，临时混成第一o一旅团，重炮、高射炮吉田支队以及第十一军直辖的第十五师团仓桥支队，步兵第二十二旅团松井支队，第十七港口司令部汉水支队，坦克第七、第十三联队，野战重炮兵第六旅团。此外，第三飞行团、海军第一分遣舰队和第二联合航空队等也参加作战。上述兵力共计二十万以上，这是武汉会战后日军为即将发动的战事准备的最大兵力。
四月七日，第十一军拟订出两个阶段的详细战案：第一阶段，向鄂北发动猛烈进攻，歼灭中国第五战区主力于随县、襄阳以北地区，尔后将汉水以西的中国军队向宜昌压缩并歼灭之。第二阶段，第三师团从鄂北的襄阳、宜城之间汉水的弯曲处渡河，南下当阳，切断中国军队的退路；第三十九师团于宜城附近渡河，南下荆门，对宜昌构成包围之势；第十三师团在宜昌以东的沙洋镇附近渡河，西进河溶地区，伺机攻击宜昌。预定攻击开始的时间是五月一日。
为给中国方面造成日军依旧是“打了就回去”的假象，日本方面故意丢失了一份写有“战后退回原防地”命令的机密文件。果然，中国方面得到日军要大举进攻的情报后，立刻判断日军的企图并不是占领宜昌，而是与上次随枣会战时一样，企图在襄河以东的枣阳一带寻歼中国第五战区主力。基于这样的判断，四月十七日，蒋介石给李宗仁打电报，要求第五战区不要消极待敌，要争取先机，骚扰日军的后方，牵制和破坏日军的进攻。蒋介石特别强调，因为日军不会攻占宜昌，所以主力要设伏在日军的攻击路径上。中国方面的作战部署，正是园部和一郎希望看到的。
四月二十七日，中国第五战区确定了作战方案：长江上游江防军总司令郭忏，指挥第二十六、第七十五、第九十四军以及第一二八师和第六、第七游击纵队，依托襄河右岸阵地，阻击日军渡河。右集团军总司令张自忠，指挥第二十九集团军、第三十三集团军，以一部固守襄河两岸阵地，巩固大洪山南侧的隘路，主力控制在钟祥以北的长寿店地区，伺机攻击北上宜城、襄樊的日军。中央集团军总司令黄琪翔，指挥第十一集团军、第四十五军、第一二七师和第一游击纵队，在鄂北的高城至随县以西阻击日军，不得已时可转移到西北方向的唐县一带，从两翼包围日军。
左集团军总司令孙连仲，指挥第二集团军和鄂东游击队，于信阳和襄花公路方向对日军实施牵制作战。机动兵团总司令汤恩伯，指挥第三十一集团军，集结在枣阳东北地区待命。预备兵团总司令孙震，指挥第二十二集团军，位于枣阳以西、唐河东岸的双沟待命。第二十一集团军兼大别山游击军总司令李品仙，指挥所部对沿江日军据点和交通线实施攻击，并袭击平汉路南段，威胁日军进攻部队的后方。
史称“枣宜会战”的大战尚未开始，仅从双方的作战部署上看，日军攻占宜昌意图明确，而中国方面的战前判断已出现严重失误。为掩蔽其战役企图，日军于四月下旬向薛岳的第九战区实施了佯攻---日军想让中国方面误认为其大规模攻势将发生在第九战区方向。
五月一日，日军向中国第五战区发动了大规模的三路并进。三路日军的推进速度和强度十分惊人，一线中国军队的防御阵地很快瓦解。日军进攻的阵势与一年前随枣会战时如出一辙，这更加证实了中国最高统帅部战前的判断。现在，蒋介石唯一担心的是各部队作战消极，他对他的军队和将领们了如指掌，认为必须防止他们在日军并无占领意图的攻势面前避战。五月五日，蒋介石致电李宗仁和前线各部队高级将领，重申此次日军攻击兵力不大，也没有什么重大战略企图，因此要不顾一切给予日军“铁锤痛击之举”。
但是，第五战区对蒋介石“铁锤痛击之举”的命令，似乎并没有认真执行的意愿 。就在接到蒋介石电报的当天，第五战区重新调整了部署：第二十九集团军担任大洪山游击根据地的作战；鄂豫边区游击纵队和第一游击纵队担任桐柏山根据地的作战；江防军策应右集团军的作战，右集团军主力在汉水东岸阻击日军；中央集团军在现地阻击日军，不得已时转移到唐河和白河西岸；左集团军打击信阳以北的日军，不得已时转移到唐河两岸。---这基本上是一个“不得已时如何转移”的部署。
此时，北路日军在信阳北面的小林店附近，突破中国守军池峰城的第三十军的防线；接着又在小林店以北的明港，突破刘汝明的第六十八军的防线；然后沿平汉路继续北进，于任店突破李仙洲的第九十二军防线。 日军在六十余辆坦克的引领下，迅速折头西进，直插纵深，在泌阳、桐柏附近与中国守军展开激战，四日占领泌阳，七日进占唐河镇。而南路日军在安陆西北方向的洋梓、长寿店地区，突破了张自忠第五十九军的防线。
防线右翼的第四十一军孙震部接到“万不得已时”可撤退的命令后，迅速撤离，导致日军第十三师团突破田家集阵地，与北路日军第三师团取得了联系。中路日军在随县突破陈鼎勋的第四十五军和莫树杰的第八十四军的防线，五日向西猛攻唐县，陷入包围的中国守军被迫放弃阵地，日军随即向枣阳发起攻击。
尽管日军的推进速度极快，可仍没捕捉到汤恩伯部的行踪，只发现汤恩伯部好像在向南运动，似乎想攻击西进的第三师团的侧背。第三师团“立即改变主意，停止西进，转向准备攻击汤恩伯军”。日军第三十九师团与第十三师团在枣阳会合后，于白河附近徘徊寻找中国军队主力 。每天以三十至四十公里的速度连续进攻近十天，日军显然已经非常疲惫。推进到预定的合围地点，中国军队主力却没有踪影，只有少量的部队在继续阻击，日军查了一下番号，是中国军队的第八十四军。