三月四日，日军大本营发布缅甸中部作战命令。七日，日军南方军总司令寺内寿一向第十五军发出了作战指示。日军开始分路向北实施作战。西路，第三十三师团由仰光出发，沿着伊洛瓦底江向仁安羌进攻；中路第五十五师团由勃固出发，向同古进攻。而在仰光登陆的第五十六师团和第十八师团，将集结于同古附近，第五十六师团为东路主力，经过东枝、雷列姆向北直插滇缅公路上的要点腊戍，第十八师团则加入中路的攻击行列。
当日军开始向北进攻的时候，英军将缅甸境内的英缅军第一师、英印军第十七师和装甲第七旅合编为第一军团，军团长史林，归印缅战区总司令韦维尔指挥。史迪威的正式职务是中缅印美军司令兼中国战区参谋长，但无论是缅甸还是印度此时都没有美军，所以史迪威能指挥的只有中国远征军。
面对日军的快速推进，英印军第十七师和装甲第七旅撤退到勃固河东岸的沙耶瓦底附近，除了一部仍与日军保持接触外，其他各旅再次准备向北撤逃。英缅军第一师也仅滞留少量部队与日军接触，大部队则沿着向北的公路经彬文那转而向西撤退。
中国远征军的第五军沿着曼德勒至仰光的铁路布防，其第二 OO 师指挥的骑兵团在最前方，位于同古以南的彪关附近，掩护英缅军第一师的撤退并担任同古前方警戒；第二00师则在同古地区构筑工事准备迎敌，军直属工兵团和战车防御炮营在同古，第一、第二补充团在同古以北的飘背（今标贝），军部和直属队在飘背以北的杂泽。新编第二十二师与第九十六师在曼德勒以北集结待命。
中国远征军第六军在第五军的东侧，其暂编第五十五师一团在萨尔温江至彬文那之间的垒固、保勒地区，主力在雷列姆以东的南桑地区为军预备队；第四十九师在萨尔温江与雷列姆之间的孟畔地区；第九十三师在靠近中缅边境的景东（今景栋）地区，刘支队在景东以南的孟勇、芒林和大其力等地。远征军第六十六军是总预备队，其新编第三十八师位于腊戍，其余部队尚在云南保山。
总之，在日军即将攻击的正面，西面拥有一百多辆坦克等重武器的英军正在向北撤退；中间是只有八十二毫米迫击炮和少量战防炮的戴安澜的第二00师；东面则是防御线宽达上千公里、平均每名士兵要守二百五十米的甘丽初的第六军，第六军不但要保证英军侧翼的安全，还要防止日军从战场的东面突进。远征军第五军第二 OO 师是全军的前锋。三月八日，第二 O0 师部队抵达同古接替英军防地。
英缅军第一师看到中国军队到了，立即迫不及待地撤了 。在人生地不熟的情况下，师长戴安澜立即组织侦察并初步拟订了作战方案：骑兵团附属一个连的步兵向南推进到普尤、佩岗和皎枝一带进行前敌搜索；师主力占领同古一线的阵地、外围阵地以及机场、锡当河大桥等要点，紧急构筑作战工事。戴安澜在火力配备上进行精心安排，根据自身火力弱的状况，特别强调了近战原则。第二 O 0师的工事构筑得结构坚固，交通通畅，伪装良好，防坦克设施完善，令到前线视察的史迪威大为惊讶。
三月十日，从勃固出发的日军第五十五师团逼近同古。从仰光撤退的英军在日军的追击下一路逃到彪关附近，在皮尤河以南十二公里处遇上了远征军第二师的骑兵团。英军往后溃逃，中国官兵向前迎敌，英军跑远了，日军被击退了。中国官兵在河边迅速构筑了阻击工事。这天，日军四十余架战机分三批对同古实施了猛烈轰炸，同古全城终日大火，满城房屋尽成瓦砾。
十九日，日军以一个营的兵力进入了中国骑兵团的预设阵地。当日军的汽车行至皮尤河北端时，中国工兵以电线导火引发地雷爆炸，全长两百多米的大桥轰然倒塌，日军汽车纷纷坠河，后面的步兵猝不及防，在猛烈的射击中大部被击。中尉排长王若坤是全面抗战爆发的那年入伍的，算得上是一位久经沙场的老兵了，连长命令他负责河北岸的警戒，但日军摸上来时他还在睡觉，被日军汽车的引擎声惊醒后，他立即组织弟兄们猛冲猛打。在抢日军的摩托车的过程中，王排长连续击毙了两名敌人，仔细一看竟然军衔都是少尉。
他在被打死的那个名叫畿部一经的日军少尉身上搜出了地图、日记和机密文件，从而使得远征军代司令长官杜聿明不但知道了日军分三路进攻曼德勒的具体计划，还弄清了日军第十五军的主力是尚在增援途中的第十八师团，而发动进攻的第三十三、第五十五师团不过是日本陆军中的丙种师团。掌握了日军情报的杜聿明当即决定：集中兵力击破当面日军，然后协同英军一起收复仰光。杜聿明的计划得到了史迪威的认同。于是，杜聿明亲赴同古，督促第二○○师死守，掩护主力集结，然后实施同古会战。
二十一日，史迪威下达作战命令。史迪威的命令还是建立在英军能够坚决作战以及决心反攻仰光的基础上。但是，就在史迪威签发命令的同时，日军第五飞行集团以战斗机一百零二架、轰炸机七十七架，对英军的马圭空军基地实施了连续轰炸。没有了美国航空队的帮助，英军战机被日军击毁二十八架、击伤二十九架，致使这一地区的英国空军基本丧失了作战能力。而这就意味着，中国远征军必须在毫无空中支援的条件下与日军作战。
同古保卫战开始了。二十二日，日军第五十五师团第二、第一四三联队发起进攻，远征军第二00 师稳扎稳打，以数层屋脊形铁丝网盖的枪座以及高达二十米的砖墙环绕的复廓形阵地为支撑，连续击溃日军的六次攻击。 晚上，戴安澜师长召集军官会议，他告诫各位，由于右面有锡当河阻隔，正面受挫的日军很可能要从左面迂回第二00 师身后的机场，要求全师官兵做好在日军重围下孤军作战的准备。自知随时可能殉职的戴安澜，给妻子和亲友写下了遗书。