8日，日军第13师团及第3师团分别进至柳州以北6公里处和柳江东岸，第23军的第104师团先头第161联队进至柳州南约18公里的四方塘(第22师团仍在贵县北龙山地区)。杨森急令第20军的第134师在柳州西岸担任河防，并以一部占领鹅山，以加强防守力量。
9日，日军第13师团、第3师团分由柳州以北、以东和东南发动总攻。
当日中午，日军第3师团的第34联队由三门江附近强渡柳江，进至西岸;第13师团先头第104联队攻入柳州北部;第104师团先头第161联队第3大队亦进至柳州机场南侧。
10日凌晨，日军第3师团第34联队与第104师团第161联队第3大队攻占柳州飞机场。美国陆军航空队支援战机30架及桂林机场遭日军击毁;坚守柳州城区的第26军伤亡过半，奉命撤离，柳州失守。
随后，日军第3、第13师沿黔桂铁路(都匀-柳州)向西北进攻;第23集团军沿柳邕公路(柳州-南宁)向西南进攻攻占南宁。日军南方军第21军一部从越南突入中国，向广西绥渌(今属扶绥)进攻。
沿黔桂铁路进攻的日军攻至贵州独山，遭黔桂湘边区总司令部部队的反击，撤回广西河池。日军第21军与第23军各一部在绥渌会合。至此，大陆交通线全部打通。
桂柳会战中12万国军中广西军接近5万，广西桂军在桂林2万来人几乎全部和日军拼光了，当时由地方国军守大城市且表现成这样，这是任何一支其他地方军队都没有的事情，桂林的守军表现得非常英勇，他们在孤立无援，失去统一指挥的情况下，与近10万装备精良的日军血战13天一直战斗到桂林陷落，这也是桂柳会战值得一提的地方。
日军尽管达成作战企图，却无力保障大陆交通线畅通，在日军发动一号作战的同时，美军攻克了塞班岛，在中国的B-29轰炸机全部转场塞班岛，因此日军未能阻挡美机空袭日本本土。
中国共产党延安方面则在赵继统的通知下及早获知情报，在一号作战中几乎未与日军正面抗战。
重庆国民**在日军一号作战中连番受挫失地的情形，极大程度的损害了美国对中国(尤其是以蒋中正为首的国民**)的观感;史迪威与蒋间在此役之前即恶化的关系更因此达到临界点，史迪威以此役中国军拙劣的表现与辖下印度蓝迦滇缅远征军的精强做对比，直指蒋政权腐化无能是导致战争延长之主因，甚至进而主张由其取代蒋担任中国战区最高统帅，而蒋也几近愤怒的要求美方撤换史迪威。
喜欢平凡的间谍请大家收藏：(www.zeyuxuan.cc)平凡的间谍泽雨轩更新速度最快。