在锦江南岸方向，根据罗卓英的命令，李天霞的第五十一师于二十日向日军独立混成第二十旅团发动了进攻。但是，其前锋刚从石头街出发，便遇到大批日军从北岸横渡而来，原来日军首先发动了攻势。第五十一师的前锋部队受到日军两面夹击，加上重炮的轰击和飞机的轰炸，被迫退守石头街西南高地。
军长王耀武立即改变部署，命令第五十一师主力向左翼转移，同时命令军直属补充团迅速前往阻截日军，坚决不能使其继续向西接近第三十四师团。补充团的官兵冒着日军的轰炸，不顾一切地急促行军，于二十一日凌晨赶到战场，率先占据了一个无名高地。中国官兵刚刚站稳，日军独立混成第二十旅团主力便蜂拥而至。补充团兵力并不充足，但面对日军凶悍的攻击毫无惧色，日军付出巨大伤亡代价后，中国守军的阵地岿然不动。
日军向补充团的侧翼熊坊迂回，补充团也随即转移防御方向，仍旧与日军死战不止。日军在无法突破的情况下，从空中向补充团阵地投掷燃烧弹，在地面投放大量的毒气弹，补充团官兵伤亡巨大，熊坊失守。李天霞命令第五十一师的两个团火速增援，增援部队向日军猛冲猛打，午夜时分把熊坊夺了回来，同时夺回的还有石头街和鸡公岭阵地。
血战至二十二日，双方伤亡都在四千人以上。日军独立混成第二十旅团的后面是锦江，前面是挡在路上与他们死战的中国军队第五十一师，他们无异于陷入了背水为阵、进退两难的境地。
此时上高方向的战事依旧胶着，中国军队第七十四军的两个师横在路上，日军第三十四师团就是过不去。大贺茂对上高城近在咫尺却不能得而备感焦虑，连支援其作战的日军第三飞行团指挥官都感到再这样拖下去前景不妙。二十二日这天，第三飞行团团长远藤三郎给大贺茂空投下来一封信，信上话说得很客气，但催促的意思也非常明显。大贺茂依旧在指挥部队向第七十四军阵地发动猛攻。
在余程万的第五十七师方向，日军投入了四千兵力，还有三十多架飞机参战，曾一度突进到距余程万的师部千米左右处，但一线阻击主阵地仍在中国守军之手。随着日军骑兵部队迂回到侧后，第五十七师开始两面受敌，身后的锦江大桥也遭到日军的轰炸，第五十七师坚持到天黑后向后收缩阵地。
在廖龄奇的第五十八师方向，大贺茂一次就投入了万余兵力，还配属了两个炮兵大队和数十架战机，猛攻中国守军的白茅山阵地，该阵地在守军伤亡殆尽后失守。王耀武再次把补充团派了上去，补充团三营急促行军赶到后，与日军展开白刃战，把白茅山阵地夺了回来。二十三日，战斗进入白热化。第七十四军两个师的官兵连日苦战，每个阵地上都发生了惨烈的肉搏战。
二十四日，日军独立混成第二十旅团一部终于突入第三十四师团的战场，加入了对中国军队第七十四军的作战行列。第三十四师团得到兵力增援后，大贺茂再次命令向第七十四军阵地发动猛攻。日军的七十多架战机在第五十八师阵地上投下了一千七百多枚炸弹，阵地上的工事全部被炸毁，中国守军伤亡严重。午后，日军从下陂桥突入第五十八师阵地，遭到中国守军的拼死反击，双方反复肉搏死伤累累，最终日军被赶出了下陂桥阵地。
大贺茂感到了极度的疲惫。在日军第三十四师团的两翼，各路中国军队已逐渐压缩而至。二十四日，李觉的第七十军预备第九师攻占南茶罗，开始向大贺茂指挥部所在地毕家发起攻击；第七十军第十九师也已抵近土地王庙，正在攻击泗溪；王陵基的第三十集团军的两个师正在快速向南推进。大贺茂已被压缩在了南北五公里、东西十五公里的椭圆形包围圈里。
大贺茂这才意识到，自己不但在孤军作战，且已处于中国军队的包围之中，四周仅明确番号的中国军队就有九个师之多。后路被截断，弹药给养无法送上来，数百名伤兵不能运下去，而新的伤亡还在增加。看起来，攻占上高并歼灭中国军队主力的计划，已没有实现的任何可能。为避免全军覆没，大贺茂紧急向第十一军司令部求援。
园部和一郎获悉第三十四师团的处境后，大为吃惊。参谋长木下勇少将立即带着作战主任参谋山口中佐、参谋大根大尉飞往南昌现场指挥作战。同时，军司令部命令脱离战场的第三十三师团马上返回战场。樱井省三接到命令后，当即决定以第二一五联队为右翼，第二一四联队为左翼，自己率领师团主力在中央，从牛行、奉新等地迅速按照原路往回奔袭，攻击五桥河、村前街，然后分别向棠浦、官桥急进。同时，第三十四师团也开始向第三十三师团的解救方向突围。
日军第三十三师团攻击的是中国军队包围圈左翼的第七十军预备第九师张言传部的阵地。预备第九师官兵拼死作战，力图把强行向北突围的第三十四师团挡住，却发现南下的日军第三十三师团已经出现在身后。二十四日黄昏，在两面日军的夹击下，预备第九师撤退到土地王庙附近，想与唐伯寅的第十九师取得联系。但此时日军第三十三师团正在猛攻第十九师的阵地。鉴于形势对第七十军极为不利，军长梦觉又不在前线，预备第九师师长张言传以副军长的身份，命令两个师向凤凰圩、庄坊撤退。第七十军的撤退，导致中国军队的包围圈敞开了一个缺口。
日军第三十三师团第二一五联队在联队长荒木正二的率领下，从这个缺口蜂拥而出，与第三十四师团会合于上高与龙团圩之间的官桥。而日军独立混成第二十旅团奉命返回高安，并派出独立步兵第一o四大队不顾一切地向西推进，攻占龙团圩，开设收容阵地，以掩护大贺茂的第三十四师团撤退。
罗卓英获悉张言传的两个师脱离战斗后大为恼怒，但冷静下来分析又发现战局依旧对中国军队有利：此时，王耀武的第七十四军在上高东北正面的阻击部队已全线出击，进展顺利；奉命前来增援的王铁汉的第一o五师、陈良基的新编第十四师和傅翼的新编第十五师均已赶到战场。因此，中国军队有可能对日军实施第二次包围。