谁也没想到，就在日军全力攻取武汉时，中国南部沿海最重要的通商口岸广州陷落得如此之快。这是中国最高统帅部对广州方向的防御严重误判的结果。日军要切断中国的国际援助通道，建立自己的海军攻击基地，必须占领中国东南沿海的各主要口岸，这是战争双方都心知肚明的军事常识。
一九三八年五月间日军对福建厦门的攻击，便是封锁中国海岸的具体作战行动。而当日军攻击福建沿海时，中国守军力量之薄弱令人吃惊：福建海岸长达三干多公里，仅有中国军队的七个团防守，而防御厦门方向的仅有一个团。五月十日凌晨，在日本海军少将宫田喜一的指挥下，日军第五舰队出动巡洋舰、驱逐舰和运输舰三十余艘，从金门出发向厦门靠近，从航空母舰上起飞的三十余架战机同时飞临厦门上空实施轰炸。
当日本海军陆战队向厦门发起冲击时，他们预料中的大规模抗击并没有发生，因为防御厦门东南海岸的只有中国守军一个营---第七十五师四四五团三营在营长王建章的率领下奋力抵抗，但终因兵力薄弱，在战至伤亡惨重后主阵地失守。副师长兼第二二三旅旅长韩文英率部增援，途中在日军的轰炸下损失过半，旅参谋长樊怀明阵亡。在厦门防御阵地的阻击战中，副师长韩文英、四四五团团长水清浚、二营营长杨永山、三营营长王建章负伤，一营营长宋天成阵亡．副营长以下的军官非死即伤，四四五团阵亡官兵达八百人以上。
广州是华南沿海最大的城市，也是华南政治、经济、军事、文化的中心。 早在淞沪会战时，日本陆军就提出占领广州的建议，认为切断中国这条重要的外援路线，就能削弱国民政府的抗战意志，并随之做好了代号为“A计划”的作战方案，攻击时间定在一九三七年十二月二十六日。但是，十二月上旬，日军于南京上游的长江江面上炸沉了英国炮艇“瓢虫”号以及美国护卫军舰“帕奈”号。虽然日本人马上表示他们是“误炸”，但还是引起了国际关系上的巨大危机。美国派出海军作战局局长英格索尔赴伦敦，商讨与英国合作对抗日本在亚洲的侵略问题。日本海军方面认为，此时攻占广州必会引起香港占领者英国的干涉。于是，“A计划”被暂时搁置。
一九三八年五月，日军在计划攻取武汉时，又将攻占广州一并考虑在内，但由于船舶运输方面准备不足，最终决定占领武汉之后再进攻广州。到了七月，日军大本营认为：海路运输的资材已经准备充分，可以在攻取武汉的同时实施广州作战。陆军吸取上次的教训，事先征求海军的意见，谁知这一次海军比陆军还要积极，提出了同时攻占中国海南岛的建议。建议被陆军以兵力不够分配为由拒绝。在随后召开的大本营御前会议上，海军坚持认为，必须对日后攻占海南岛予以同时考虑。而令日本陆军和海军一致认同的是，攻占广州将给英国以极大冲击。
九月十九日，日军大本营下达了进攻中国广州的“大陆命”和“大海令”。之后，参战部队陆军第二十一军和海军第五舰队开始磋商，决定将攻取广州作战分为两个阶段实施。第一阶段从十月十二日开始，以第十八师团、第一o四师团主力及第五师团第九旅团从中国广东大亚湾登陆，经惠东、平潭、惠州一带向东江推进。第二阶段，待第五师团主力抵达后，强力突破东江防线，分路向广州进攻。同时，第五师团以一部兵力于十月二十七日从珠江口登陆，攻占虎门要塞，由南向北配合师团主力攻占广州。
没有证据表明中国方面对日军即将攻击广州一无所知。早在中日战争爆发之初，国民政府军事委员会就成立了第四战区，由参谋总长何应钦兼任战区司令长官，全面负责福建、广东和广西沿海地区的防务，以确保中国对日作战的海外补给通道。但是，直到广州作战开始前，中国第四战区的指挥机构并没有建立起来，仅以第十二集团军总司令余汉谋出任战区副司令长官。余汉谋的第十二集团军，下辖第六十二、第六十三和第六十五军以及两个独立旅和虎门要塞部队。
由于军事委员会认为广州方面尚无战事，为了支援武汉保卫战，又从余汉谋有限的兵力中抽调出四个师，以致第十二集团军实际上仅剩了八个师的兵力：第一五三师守备东莞以南的宝安至虎门要塞，第一五一师守备面对大亚湾的惠阳，第一五七师守备广东东南海岸的潮汕以及大亚湾，第一五六师守备广州东面的增城，第一五四师守备增城北面的从化，第一五八师守备广州东郊，第一五二师第四五四旅守备海南岛，第一五二师第四五六旅驻守广州市区，独立第二十旅守备广九铁路沿线，独立第九旅守备海丰以北的莲花山。---余汉谋有限的兵力被分散于五百多公里的海岸线以及海岸纵深地带。
中国方面防御广州的军力如此薄弱，根本原因是军事委员会的决策者们包括蒋介石本人，始终认为日本会顾及侵犯英国等国家的利益引起国际干涉而不敢进攻广州。日军开始向澎湖列岛方向集结时，广东省政府主席吴铁城两次急电蒋介石，报告说根据香港方面的可靠情报日军将对广州发动进攻。但蒋介石却不以为然，认为这是日本人为攻取武汉制造的假象，他不但认为广州不会发生战事，而且要求余汉谋再抽调一个师增援武汉。蒋介石令人困惑的手令发自一九三八年十月十日，此时，日军第五舰队载着登陆部队已从马公岛起航向大亚湾驶进。
有史料表明，日军对中国方面特别是余汉谋部的防御部署了如指掌，原因是余汉谋身边掌握核心作战机密的人竟然是日本间谍。广州从一开始就失去了保全的可能。 日军在大亚湾登陆时，防守大亚湾海岸的中国守军兵力与厦门一样，只有一个营。十二日拂晓，大亚湾海面上日军舰船麇集，敌人的登陆已经开始，驻守惠阳和淡水的第一五一师师长莫希德急忙打电话给余汉谋，请示准许他调动部队向大亚湾地区推进。
余汉谋接着请示蒋介石但遭到了拒绝，蒋介石的理由是：日军在广州方向的作战，重点是切断广九铁路并占领虎门要塞。因此，大亚湾方向的进攻，至多是小部日军所做的佯攻。蒋介石要求余汉谋要以确保广九铁路为作战目的，现部署不许擅自改变。日军第十八师团右翼部队从大亚湾顺利登陆后，立即向北进攻，在通湖圩以南与中国守军第一五一师的罗懋勋团相遇，中国守军一触即溃。其左翼部队从岩前港附近登陆后，向淡水方向迅速推进，淡水的中国守军两个营抵抗两小时后溃退，淡水陷落。