1938年10月，广州失守后，中国由香港到大陆的主要国际交通线被切断。但中国仍能由华南沿海西江地区，深圳、汕头以及桂越公路、滇越铁路、滇缅公路，输入部分补给物资。因此，日军占领海南岛、深圳等地之后，准备进攻桂南，实现对中国的彻底封锁。1939年1月到8月，日军先后侵占了中国东南沿海的海南岛、汕头、深圳等地，中国只剩下西南几条国际交通线，桂南的战略地位凸显重要。南宁位于桂越公路上中国境内的终点，并扼守西部云南境内滇越铁路和滇缅公路（越南当时为法属殖民地；缅甸为英属殖民地），处于防御前沿。但中国方面对日军的进攻企图判断失误，造成了战局的被动。

1939年11月，日军为切断桂越国际交通线，迫使国民党政府投降，派第五师团、台湾混成旅团及海军陆战队共3万余人于15、16两日在钦州湾多处登陆，占领防城、钦州后向北挺进，24日占领南宁，据守外围高峰隘和昆仑关两个战略据点，切断了桂越交通线，对国民党政府造成了严重威胁。于是蒋介石从四川、湖北、湖南、广东等省调军队入桂，连同广西两个军共约20余万人，想趁日军立足未稳一举把它歼灭。遂命桂林行营主任白崇禧指挥桂南会战，派陈诚、李济深为监军。12月28日，国民党军向日军发起反攻，战线环绕南宁数百里，主战场在昆仑关。守昆仑关日军为第五师团一部，攻关的国民党军以杜聿明第五军为主力。战斗异常激烈，彼此伤亡惨重，第五军经10多天苦战，至31日攻破天险昆仑关。歼灭日军4000余人，击毙日少将旅团长中村正雄，取得了抗战以来中国军队攻坚战的重大胜利。

1939年11月，日军为截断桂越（中国南宁-越南谅山）交通线，由第21集团军司令官安藤利吉指挥第5师、台湾混成旅在海军第2派遣支舰队、第3联合航空队支援下，企图自钦州湾登陆，攻占桂南地区。中国第四战区第16集团军总司令夏威将所部部署于广东防城（今属广西）、阳江及广西贵县、南宁间广大地区，企图利用郁江以南地区既设阵地逐次抵抗消耗日军；尔后，相机转入反攻。

日军在钦州湾龙门港登陆，突破守军第一线防御阵地，24日攻占南宁。日军主力旋北上，先后攻占高峰隘、昆仑关；一部兵力西进，陷龙州，截断桂越国际交通线。国民政府军事委员会委员长蒋介石决心收复南宁，先后调集14个师、100架飞机，由桂林行营主任白崇禧指挥，分兵三路反攻南宁。中国军队发起攻击。北路军主力第5军由杜聿明指挥，在炮火掩护下以战车引导步兵向昆仑关正面发起攻击，另以一部兵力迂回昆仑关侧后，先后夺取昆仑关日军前沿阵地及五塘、六塘等地。中国空军出动支援地面部队作战。东、西路军亦先后分别向钦县、龙州、高峰隘等地发起攻击。在中国军队打击下，龙州日军被迫放弃该地，回援南宁。驻南宁日军第5师第21旅驰援昆仑关。

24日，第5军荣誉第1师于九塘东北枯桃岭向该旅攻击，予敌重创，击毙旅长中村正雄少将。29日，第5军在友邻协同下发起总攻，战至31日收复昆仑关，获昆仑关大捷。歼灭日军4000余人，击落、击毁日机20余架。日军第21集团军鉴于在昆仑关失败，急调驻广东的第18师、近卫混成旅增援桂南地区，再攻昆仑关。蒋介石亦从内地调兵增援桂南。但中国军队尚未集中完毕，日军即于1940年1月28日开始进攻，第5师、台湾混成旅对高峰隘亘昆仑关之线实施正面攻击；第18师、近卫混成旅分由良庆、七塘经甘棠、那河迂回宾阳。2月1日，第四战区司令长官张发奎接替白崇禧指挥桂南作战。

日军攻占宾阳，3日再夺昆仑关，8日陷武鸣，9日开始回撤。第18师调回广东；第5师、近卫混成旅、台湾混成旅编组为第22集团军，驻防南宁、钦县、防城及其外围据点。中国军队乘势追击，先后收复宾阳、武鸣、昆仑关等地。此后，双方对峙。7月，日军攻陷龙州。9月，日军第21集团军主力陆续进入越南。10月，第四战区第16、第35集团军（共6个师）乘势发起反攻，先后收复龙州、南宁、钦县。收复镇南关（今友谊关），将日军全部逐出广西，会战结束。