然而力量薄弱的中國軍隊的對手卻是非同一般，他們是鹿兒島縣的第45步兵聯(lián)隊。鹿兒島縣乃是日本古時薩摩藩的土地，這個藩的武士一貫以好勇斗狠，只知前進而聞名，所以自古以來被稱為“薩摩隼人”（隼人是古代日本南九洲地方的少數(shù)民族，以勇猛知名）。而該部與同旅團序列的第23聯(lián)隊爭奪誰是師團更強者的事，也在軍中傳為美談。遇到這樣一支日軍，新兵組成的隊伍顯然是抵擋不住的了。更何況第45步兵聯(lián)隊居然不顧武士精神，多次讓配屬的毒氣戰(zhàn)部隊使用毒氣掩護攻擊。第103師在付出重大犧牲之后，于5日上午和下午先后放棄了后湖寨西南一線的兩道防御主陣地。第86軍2個師協(xié)力發(fā)起反攻，一度收復第二道防御陣地，但是很快又被突破。這時，第86軍開始潰退，臨時從第26軍抽調的增援部隊（第44師1個旅）來不及填補缺口，日軍乘機沿公路平推，進逼廣濟以東。此時，第4兵團已經(jīng)用完了預備隊，所屬各部隊減員均在一半以上，有的甚至達到2／3。唯一控制在后方的只有第55軍。因為先前蔣介石有死守廣濟，掩護田家鎮(zhèn)要塞的指示，所以已經(jīng)心生退意的李品仙不敢擅自做主撤退，致電蔣、白告急，請求進一步的指示。
    白崇禧已經(jīng)覺察到戰(zhàn)局不妙，如果一味硬頂不是辦法。他下令李品仙放棄廣濟，隨后致電蔣介石“敵我裝備懸殊，制空無權，陣地相持良非上策”，提出“睢有采取機動姿勢，求敵側背相機攻襲，而不限以一地一城之死守”，最后談及“今對廣濟及商固之作戰(zhàn)，擬即遵照前次俞部長攜來手令及昨由林次長傳示之要旨，照利用大別山山地，改取機動配置”。
    在白崇禧的解釋電文發(fā)出前，已經(jīng)得到撤退命令的李品仙下令全線撤退。按照撤退計劃，第86軍一部和第176師負責掩護，其他部隊在9月6日晚8時向指定位置轉移。隨后，牛島支隊進入了廣濟縣城（今湖北省武穴市梅川鎮(zhèn)），今村支隊也推進到了廣濟南面。日軍沒有停留，7日一早繼續(xù)尾追中國軍隊向西推進，直到受到第55軍的阻擊才停止。此時第6師團各部也十分疲憊，轉入休整。
    此時，中國軍隊再次發(fā)起了反擊。李品仙以第31軍與第26軍增援之一部進攻廣濟，增援來的第7軍協(xié)助正面防御的第55軍夾擊日軍。但日軍依托陣地和火力抵抗，中國軍隊沒取得什么明顯的進展。到9月中旬為止，戰(zhàn)線遂基本穩(wěn)定下來。
    此間，中國軍隊位于廣濟以東的第29集團軍和第48軍繼續(xù)出擊黃梅至宿松一線。他們利用日軍兵力西進的機會，收復了黃梅一帶許多村鎮(zhèn)，甚至一度進逼黃梅縣城。但進攻黃梅的第44軍所部缺乏攻堅武器，因此未能擴大戰(zhàn)果。再加上日軍掩護后衛(wèi)的第13步兵聯(lián)隊有效地實施阻擊，所以這些襲擊行動對第6師團攻占廣濟沒有產(chǎn)生重大影響。