北路日军撤离

三天以后战场形势逐渐发生变化。日军的企图是以三路作向心突击，即三路均以上高为目标，将两翼钳形内的中国军队（第70军、第74军和第19集团军司令部）都压缩至上高附近，合围而歼灭之。按照这一企图，北路第33师团应压迫中国第70军向南退却，但第70军且战且向西北退去，1941年3月17日退至上富、甘坊、苦竹坳之间山地。第33师团跟踪追击，反而遭到中国第70军、第72军围攻。激战两日，第33师团受到重大伤亡，突围而出，于19日返回奉新，认为配合第34师团作战的任务已经完成，遂转入休整，准备调往华北。

南路日军受挫

南路独立混成第20旅团留下1个步兵大队（102大队坂本俊马中佐，称“赣江支队”）占领曲江、泉港，掩护左翼；主力3个大队继续向西突进，1941年3月20日占领灰埠，然后北渡锦江，与第34师团会合，以加强上高正面的突击力量。这时，中国第19集团军令位于南昌以南的第49军由市汊街等地西渡赣江，在泉港附近截击日军赣江支队，歼其大半（日军称其1个大队和优势的中国军队拼杀了三天两夜）；然后尾追独立混成第20旅团，击其侧背。

中路日军冒进

中路第34师团于1941年3月18日占领高安后继续向西突击，第9战区副司令长官兼第19集团军总司令罗卓英于19日下决心：利用既设阵地，逐次抗击，诱日军进入上高地区予以围歼。当即电令：“严饬各军积极对敌猛攻，务将深入之敌，歼灭于高安锦河南北地区。”为了增强罗集团的攻击力量，第九战区长官部抽调王陵基川军陈良基、傅翼两个师由三都导区兼程南下。各军慑于军律之森严，又知援军即将到达，士气大振，奋勇争先与敌搏斗，围歼日军第34师师团之战于上高地区展开。

日中路军第34师团本已陷入绝境，而第34师团歼灭罗卓英集团主力夺取上高的野心却未死，自19日经余程万师阻止于泗水东岸泗溪附近后，20日第34师团又采取锥形突入之战术，集中大炮十余门、飞机30余架，集中轰击泗水西岸唐、港西罗地区，阵地被毁，敌军遂乘机分由档口、港西罗强渡，廖龄奇师一部奋勇堵塞缺口，激战至夜，敌军大队拥至致塘坎附近，阵地被突破。廖龄奇乃率所部于21日午夜转移于白矛山、莘树下、苛舍之线与余程万师的潘家桥、云头山、磊家山的斜交阵地，及石拱桥、下坡桥徐楼的预备阵地相衔接，以确保上高城。是时，第34师团主力为斜交阵地所吸引，激战竟日，仍未突破。

南路日军迂回

参战各军在罗卓英总司令严令督导下，无不奋勇赴战。王耀武为切断日军第34师团后路，21日命李天霞萧清锦江南岸残敌，率部挺进高安。不料当晚独立混成第20旅团亦集结所部，于22日昧爽亦发起攻势，李师前锋甫出石头街即遇独立混成第20旅团主力复由锦江北岸渡过河，经卢家圩来犯，以一股绕攻腊烛山，一股由石头街西胡家南渡，抄袭李师侧背，并以飞机9架、大炮4门自北向南轰击。李师不敌，退守石头街西南高地。王耀武接报后，立即变更部署：命李天霞师主力向左转用；命控置在印塘附近的军直属野战补充团急趋华阳，堵敌西犯。野战补充团以1小时15华里的速度，冒天空9架敌机扫射和帮军阻截，于7时许抢占据华阳及其东北无名高地。9时许敌军大至，在10余架飞机轰炸配合下猛扑华阳、全团官兵浴血战斗，敌军死伤累累，阵地屹然未动。独立混成第20旅团攻不下华阳，乃以主力转向况家，会合白车头南渡的千余人沿江急趋熊坊，意图迂回我军左翼，补充团当派第1营附迫击炮1连向左延伸，与敌演成丁字形的遭遇战。敌再增援反扑，并以一部绕袭熊坊南端，国民党军拚死抵抗，敌又未得逞，乃施放大量烧夷弹和毒气。战至前半时熊坊失守。李天霞乃派右翼的两个团先赴援，午夜又收复熊坊。同时石头街、鸡公岭亦为李师攻克。日军独立混成第20旅团陷入背水为阵的窘境。

双方激战至24日凌晨，粉碎第34师团对聂家及白茅山的攻势。上午，第34师团又将锦江南岸调来的独立混成第20旅团残部3000余人投入战斗，日军第3加强团亦出动飞机70余架协虞，投弹1700余枚，廖师阵地大部摧毁，敌人两度乘隙突入，均被击退。午时，敌机轮番轰炸，敌步兵曾乘隙由下坡桥突入，赖步兵指挥官李翰卿率所属军士队数度逆袭，反复肉搏，日军死伤累累，终将敌人驱逐出下坡桥。至此日军第34师团已攻击乏术，陷入绝境。

合围中路日军

原先罗卓英命令各军以高安为前进目标，围歼日军。由于战斗情况变化，于22日午，复命各军改向上高东北地区前进。23日午，刘多荃、李觉两军分途进据石头街、官桥街、杨公圩，迫近灰埠、高要，对第34师团包围之势已成。酉时，罗再下令各军，再度缩小包围圈，向敌人作求心攻击。24日已时，李觉军张言传师收复南茶罗，复向毕家猛攻，进至介子坡、坑口冷一线。唐伯寅师亦进抵土地王庙，继攻泗溪。王陵基军傅翼、陈良基两师亦展开于荷舍、雷市一线，由北向南攻击前进。至此将第34师团压缩在南北10华里，东西30华里的椭圆形包围圈内。而毕家为大贺指挥部所在地，已置于国民党军猛攻之下，遂致日军全线动摇。

第34师团为免于全军覆没的厄运，急忙向第11军司令官圆部求救，第11军对这次短距离截断作战事先也未予特别重视，接到第34师团告急电报后才发现第33、第34师团缺乏协同，事态严重，赶紧派参谋长木下偕同作战主任参谋山口中佐、大根大尉飞赴南昌，组织救援，命令第33师团和其他后方部队紧急出动，接应第34师团突围。

第33师团接令后，即派其步兵团长荒木正二指挥步兵215联队附一个山炮大队为右纵队；以步失214联队为左纵队；自率师团主力为中央纵队，于24日分别自牛行、奉新等据点出动，再犯五桥河、村前街，然后分别向棠浦、官桥急进。25日晨，第33师团猛扑正在向北翼包围日军的张方传师阵地正面之坑口冷、介子坡、南罗茶猛扑，接应第34师团突围。张师力战不胜，陷入腹背受敌的危境，乃于黄昏撤至土地王庙附近，与唐伯寅师取得联系。接着樱井师团猛攻唐师凉山脑、桐子坑阵地。时李觉不在前线，张言传以副军长身份指挥作战，鉴于形势对本军不利，乃自动率所属两个师向凤凰圩、庄坊撤走，使第33师团进入官桥与第34师团会合。为接应第34师团突围，独立混成第20旅团24日后亦回到高安。26日，独立步兵第104大队西进，27日向龙团虚前进，占领收容阵地，掩护第34师团退却。

26日晨，罗卓英对张言传独率两个师脱离战斗，已接获非正式报告，但考虑到王耀武军在上高东西正面出击有进展，锦江南岸残敌已大部肃清，而来援的川军、东北军又赶到战场，中国兵力仍优于日方，遂决心施行第二次包围战，彻底歼灭第34师团。遂于已时，严令张言传、唐伯寅两师恪遵前令，于官桥附近尽力堵截，防敌突围与增援；命令余程万师经潘家桥北攻击前进；廖龄奇和宋英仲两师以官桥为目标奋勇进击；王克俊师于官桥以东攻敌侧背；傅翼师向江家洲以南；陈良基师经常浦转向东南，索敌猛攻，迅速聚歼残敌，以竟全功。

27日，第34师团在第33师团和独立混成第20旅团接应下，突出中国军队包围圈，按师团司令部、行李、独立山炮队、伤员运输队、野战医院、后卫部队的行军序列，向土地王庙方向东进，残兵败将极其狼狈。罗卓英为彻底歼灭逃敌，于午夜下达总攻击命令：各部于28日午，以官桥街、南茶罗为目标，猛烈攻击，彻底歼灭残敌。

28日子时，王克俊师经杨公圩向官桥挺进，适遇第34师团东退大队，王师当即据杨公圩南北高地亘磨子岭之线阻击，鏖战竟日，将敌遏阻于暇蟆碑、虎形岭一线，自高安来接应的独混第20旅团一部亦被阻击于龙图圩附近。担任正面攻击任务的廖龄奇师于是日追至长岭亘蛮眉高地之线，咬住第34师团后卫，发生激烈战斗。午间李天霞师一部赶到，于上罗象、山源李、方头脑一线展开，袭扰敌右侧背；余程万师一部亦进抵龙形山，迂回官桥街南，残敌乃退据市内顽抗，经廖师猛攻，面市内与敌格斗至酉时，全歼守敌600余人。同日，罗卓英于申时对外围各军亦下达南北夹击，迅速解决杨公圩、龙图圩附近残敌后，即行勇猛追击命令。

29日午，罗卓英饬刘多荃督率王铁汉、王克俊、陈良基三师为右追击军，沿湘赣公路经高安、大城追击敌荒木支队；李觉率张言伟、唐伯寅、宋英仲三师为左追击军，沿伍桥河奉新大道迫击第33师团。是时独混第20旅团2000余人正固守龙图圩、杨公圩一带袭击我军，日军飞机前来轰炸，以掩护第34师团溃逃。王铁汉、王克俊两师攻之于东，张言传、唐伯寅两师压迫于西，敌伤亡惨重。30日午，遂放弃该两据点分股向东北溃去，其一股600余人逃至村前街附近，正陷入张言传师主力阵地，当予迎头痛击，大部就歼。至此，外围残敌基本肃清，刘、李两路追击军遂遵薛岳电令追击前进。

31日子时，陈洪时挺进第2纵队收复高安，王铁汉师收复祥符观；是日晨张言传、宋英仲两师克复奉新；未时王铁汉师又克夏西山、万春宫；3日各军分途追击至大城及干州街附近，由于日军已龟缩进原阵地凭险固守，罗遂下令停战斗。

这一战役，战场实际指挥官罗卓英在1941年3月29日给蒋介石电报中汇报的战果为：毙伤日军少将步兵指挥官长岩永汪、大佐联队长浜田以下1.5万余人，自身伤亡2万余人，但他的上司第9战区司令薛岳没有认可这个战果，薛岳在4月5日给蒋介石的电报中，直接将罗卓英的战果打了个八折，称伤毙日军12520名，俘敌14人。