前麵說過，第6師團用的是“尺蠖戰法”，打一周，休息10天。加上多日被中國軍隊圍攻，部隊減員不少，一批3000多人的補充兵正在趕來。在這種情況下，稻葉曾電告宮崎，等10月20日補充兵到齊後，最早在23日再向武漢攻擊。這個日子對宮崎來說太晚了。他的作戰計劃是，必須在10月底之前進占武漢，這也是岡村寧次的意思。而且，此時大別山方向的第13師團在麻城受阻，第6師團快速進擊可側擊中國軍隊側背。所以宮崎在手令裏叫第6師團最晚10月17日必須拔營。
至於岡村，他來廣濟有兩個目的：一是例行視察，另外就是告誡第6師團的部隊長在攻入武漢時約束部隊，不可再出現南京一樣的暴行，因為華中派遣軍司令官畑俊六已把武漢定為監視重慶的前進基地，將有大批日軍機關進駐武漢，這座他們需要長期盤踞的城市，容不得破壞。
在廣濟，岡村先找來11名中隊長、小隊長，跟他們談話，問一線的情況，其中很多是打田家鎮的家夥。隨後岡村跟師團長稻葉四郎、旅團長牛島滿進行了一席談話。池穀半二郎把宮崎周一的手令拿了出來。稻葉告訴岡村，到現在為止，他的部隊仍不時出現強奸等暴行，所以他計劃拿出軍紀相對比較好的佐野虎太的第23聯隊（來自宮崎縣）打頭陣，接替現在正處於前鋒位置的鹿兒島聯隊。
在督促第6師團進軍的同時，岡村希望稻葉拿出一部分兵力幫北路日軍占領宋埠、河口鎮兩處要衝。因為看現在第13師團和第16師團的速度，即使第6師團攻下了武漢，他們也未必能出現在上述兩個地點。所以在岡村來廣濟前，他不顧越權指揮的嫌疑，專門以第11軍司令官的名義給本屬第2軍的第16師團長藤江惠輔發了封電報，希望他們加快點進攻節奏。
對於選擇走大別山這條路線，岡村現在覺得犯了一個錯誤。
稻葉開始加速，在補充兵還沒到全的情況下，10月17日，前鋒牛島支隊就開始行動了。一周後，10月24日，牛島支隊先頭部隊佐野聯隊出現在漢口30公裏外的黃陂。
這期間，由於中國軍隊大部已轉移，所以日軍在行進中沒遇上什麼阻力。僅僅一天後，10月25日傍晚6點，佐野虎太就帶著部隊在漢口4公裏外的戴家山渡過黃土湖，入夜後該支隊的3個中隊率先衝入漢口……
由於城內中國軍隊都已經撤離，所以沒有遭到任何抵抗。
10月26日午後，佐野帶領整個聯隊開入漢口，牛島滿隨後進城。
武漢三鎮陷落時情況不一樣。當時，漢口是經濟和商業中心，有些經商者堅持留了下來；武昌是政治和軍事中心，所以撤退得非常幹淨，馬路兩邊的商店、機關的窗戶都被磚頭塞得嚴嚴的，幾乎所有的建築物裏都空空蕩蕩。
進入武漢的日軍相對來說比較老實，這一次他們主動設立了難民區。由於畑俊六的命令，日軍在進城前，各級部隊長攜帶了需要保護的古建築和文化建築的名單。但就跟攻入每座城市後日軍都會至少拿出一天的時間進行搜捕一樣，在武漢三鎮，他們同樣對可能存在中國殘存軍隊的地方進行了掃蕩。為了給武漢租界的外國人看，掃蕩是在憲兵的“陪伴”下進行的，那意思是：看，我們規矩吧？不過是為了挽回一點他們這支軍隊在國際上的惡劣影響而已。但由於中國軍隊撤得幹淨，所以日軍最後無所收獲。
還記得前麵說的長沙那位叫鄒炳蔚的老爺子麼，他以年老不能殺敵為恨，時常跟人說：“如敵人侵入武漢，即擇清泉之濱躍入就義，以激勵子侄，矢忠報國，免以我老為念。”當日軍攻入武漢的消息傳到長沙，老人為叫親友橫心抗敵，果然拿出一命，赴水而死。
老人赴死當天，長江南岸的波田支隊進入武昌，會戰後期配屬給波田支隊的高品彪支隊（第15師團一部）在武昌渡江，轉天，也就是10月27日開入漢陽。最後撤離武漢的是陳誠的大將方天的第185師。在掩護其他部隊向鄂西轉進後，方天帶著部隊最後撤出漢陽，至此武漢三鎮全部陷落。
但武漢陷落並不是武漢會戰的最後尾聲。
在岷山多次打擊第74軍後，吉住良輔率第9師團經短暫休整，向瑞昌以西發起進攻，穿過中國守軍的陣地，向賀勝橋轉進，欲在中國軍隊撤退前切斷粵漢鐵路。但當他們在11月3日出現在粵漢線上的嘉魚時，武漢已陷落一周了。但第9師團隨後沒停下，沿賀勝橋經漢粵鐵路南下，在11月12日與溯江而來的第6師團兵臨洞庭湖邊上的湖南重鎮嶽陽，在新牆河北岸與中國軍隊形成對峙。