當時最精銳的軍隊調去反攻滇西，而在廣西與15萬日軍作戰的軍隊，無論哪一方麵相比，都處於下風。
按照作戰要求，參加桂柳會戰的正麵戰場軍隊編製有11個軍，聽起來好像人數很多，但是仔細算起來，我們就會知道這是一支殘缺不全的軍隊：
第十軍剛剛參加完衡陽保衛戰，隻是一個空番號而已；第九十七軍是在戰爭即將結束，勝負已定的時候，才匆匆忙忙趕往會戰戰場的；另外，三十七軍1 700人，簡直就是一個團的人數；二十軍、二十六軍、六十二軍，每個軍都是從長衡會戰中撤退下來的，每個軍僅剩3 000人；六十四軍隻有4 000人，隻及半個師的人數；七十九軍6 000人，勉強算得上一個加強團；桂軍四十六軍剛剛從衡陽保衛戰的外圍戰鬥中撤下來，傷亡也不小，僅剩10 000人；剩下的兩個軍還算齊整，中央軍的九十三軍有13 000人，桂軍的三十一軍有17 000人。現在算算，參加桂柳會戰的中國軍隊有多少人？6萬人。而參加桂柳會戰的日軍有多少人？15萬人。
再看看裝備，日軍占領了廣大的東部沿海地區，日軍的各種武器可以源源不斷地從本土運往中國；而且，日本占領東北後，還依托東北的重工業基地，大力發展軍工，製造武器。而中國，與外界聯結的唯一一條生命線滇緬公路已經被封鎖兩年，僅有的美國物資依靠駝峰航線，而依靠美國飛機運來的極為有限的戰略物資，又優先分配給中央軍，像桂係這樣的雜牌軍，當時還是手持老套筒和漢陽造上戰場。在裝備方麵，中國軍隊更不能和日軍比。
裝備處於劣勢，人數處於劣勢，就是在這樣極端不利的條件下，桂柳會戰開始了。
後來，白崇禧在他的口述中，是這樣寫桂柳會戰的：
湘桂路方麵之敵第十一軍，擬向廣西全縣進攻，我第九十三軍原奉命於全州要隘屯糧儲彈，阻止敵人，不意九十三軍與敵一接觸後，未經激戰，即放棄黃沙河，糧彈亦全部丟棄。敵占全州後，即沿桂黔路進迫桂林，另一部由龍虎關經灌陽直趨桂林，時我一三一師、一七○師擔任守城，敵以五師團兵力，先將桂林外圍陣地擊破，於三十三年十一月四日占領桂林城南外圍陣地，遂即以炮轟城，並使用燃燒彈將城內房屋大部焚毀，因桂林木屋居多，致到處釀成大火。至十一月七日，敵由定桂門、中正橋、馬龍洲強渡漓江，攻入桂林城，發生激烈巷戰。至十一月十一日，守城軍奉命突圍，桂林城遂陷敵手。此役一三一師長闞維雍於風洞山指揮所為敵包圍，因恐被俘受辱，遂以手槍自戕，壯烈殉國。防守司令部參謀長陳濟桓因負傷不能行動，也舉槍自戕，另三十一軍參謀長呂旃蒙，一七○師副師長胡厚基亦皆陣亡，其餘守城官兵亦傷亡大半。
敵攻占桂林後，經永福、中渡、黃冕、雒容進攻柳州，並占領之。後經宜山、河池，進占貴州之獨山，旋自動撤退，仍回桂境。雷州之敵經於十一月下旬攻占南寧，西出龍州，北攻遷江，企圖打通桂越路交通，敵我傷亡很重，呈對峙狀態，會戰告終。
白崇禧口述中提到的九十三軍，盡管人數13 000人，是所有桂柳會戰中參戰人數最多的，但是畏敵如虎，不戰而退。九十三軍防守全州，重點擔任桂林屏障黃沙河天塹的防衛。
九十三軍是當時桂柳會戰中裝備最好的部隊。
可是九十三軍在兵力配置上有問題，當時，黃沙河陣地應該派遣重兵布防，但是軍長陳牧農隻布防了一個團。這麼關鍵的陣地，卻隻放一個團防守，桂柳會戰從一開始，就出現了錯誤。
當時，蔣介石有三個死守：要求陳牧農第九十三軍“死守全州三個月”，要求桂係第十六集團軍中將副總司令韋雲淞“死守桂林三個月”，張發奎率粵軍“死守柳州三個月”。梯次防守，消耗日軍有生力量，九個月後，遠征軍就會從滇西抽出身來，回身反擊，將日軍擊垮。蔣介石的命令頒布後，陳牧農手拍胸脯，信誓旦旦地說，他誓死固守全州。
然而，陳牧農是語言的巨人，行動的矮子。
9月11日，日軍十三師團一○四聯隊進攻全州最北端的黃沙河附近，駐防黃沙河的一名營長被日軍便衣打傷。日軍便衣進入全州的消息，讓全州人心惶惶。駐守黃沙河的整團人以請示軍部補發軍餉為借口，棄守黃沙河，逃往全州。
第二天，日軍一○四聯隊便衣隊潛入全州，五十八師團也兵臨全州城外。陳牧農驚慌失措，率領部隊逃亡桂林。
全州是國民政府的西南補給點，這裏囤積著幾千發炮彈和150萬發子彈，還有第五軍儲存在倉庫裏的戰略物資。本來，九十三軍依靠這些彈藥完全可以進行一番抵擋，為後麵部隊的布防贏得時間，可是，陳牧農畏敵如虎，九十三軍未經戰陣，剛與日軍接觸，就丟盔撂甲，望風披靡，致使日軍長驅直入，桂林完全暴露在了日軍的炮口前。
9月14日淩晨1時，日軍衝入全州。