1938年8月中旬，张自忠率五十九军开赴湖北武胜关、横店地区集结待命，准备参加武汉会战。
徐州突围以后，李宗仁因病赴武汉治疗，第五战区长官由白崇禧代理。7月17日，白崇禧在河南商城就职。长官部设在商城北郊的岳家祠堂。
8月16日，白崇禧将第五战区部队划分为左、中、右三军。张自忠的五十九军划属于左翼军，归第二集团军总司令孙连仲指挥。左翼军共辖8个军，任务是固守黄麻以北大别山阵地及信阳，策应武汉守军作战。五十九军参加豫南大别山麓的作战。同属左翼军的还有宋浠濂的七十六军、于学忠的五十一军、冯治安的七十七军和胡宗南的第一军等部。他们正面的敌人为日军华中派遣军第二集团军所属的第十、第十三、第十六师团。日军的战略图谋是沿大别山北麓攻占信阳，然后沿平汉线挥兵南下进犯武汉。
8月22日，日军第二集团军由合肥出动，大举进犯，把进攻的矛头首先指向潢川、商城一线。因为占领了潢川、商城这两个地区，南可以进攻信阳，截断平汉路，南下可以突破大别山区，直胁武汉东北方。
为了实现这一战术目标，日军兵分两路，一路为第十三师团，先攻六安，再取商城，然后驱师向南直逼麻城，与在鄂东的敌人遥相呼应；另一路为第十师团，由正阳关向河南和潢川、固始、信阳、罗山进犯，进一步截断平汉路，再南下攻击武胜关和平靖关。到8月底，日军第十三师团突破于学忠、冯治安部的防线，六安、霍山失陷。
此时，五十九军正在信阳待命。
六安、霍山失守后，潢川、固始便失去屏障，暴露于日军炮口之下。这时第五战区代理司令长官白崇禧给张自忠打来电话：“荩忱兄吗？我是白崇禧。”
张自忠道：“啊，是白长官。我是张自忠。请你训示。”
白崇禧道：“日军第十三师团，已经突破我五十一军和七十七军的防线，攻占了六安和霍山。现日军第十师团向固始、潢川扑来。如果固始、潢川也被日寇占领，那平汉线被敌人截断，对我们极为不利，且威胁武汉，所以我命令你率领五十九军立即开赴潢川布防，阻敌西进，至少要坚持到9月18日，以掩护胡宗南等部在信阳、武胜关等地布防。”
“我立即率领五十九军驰往，保证把敌人阻在潢川以北。”
“荩忱兄，诸多拜托了。”白崇禧在电话中说。
张自忠放下电话，立即叫电话员接通了骑兵第十三旅的电话。他向旅长姚景川下达命令：“你马上率领全旅，飞骑赶到固始布防，阻住日军，以便使我军大部队赢得时间，赶赴潢川。”
姚景川奉命率领骑兵第十三旅飞骑赶往固始。但是，姚旅尚未赶到，固始便已告失守。日军第十师团在占领固始以后便沿着固潢公路，向潢川猛扑而来。
这个第十师团，正是在台儿庄战役中被中国军队打得七零八落、歼灭大部的矶谷师团。徐州会战后，日本第十师团得到补充，恢复编制。但原来的师长矶谷因为吃了败仗而被日军最高统帅部撤职，调到预备役。改任筱塚义男中将为第十师团师团长，下辖：第八旅团，旅团长冈田资少将；第三十三旅团，旅团长濑谷启少将。另外配属伪军刘桂堂部约3000人，总兵力2。8万人。
第七部分：徐州掩护突重围跃马潢川敌难越（2）
奉命迎战的张自忠部：
第二十七军团 军团长张自忠
副军团长李文田
参谋长张克侠
第五十九军 军长张自忠（兼）
第三十八师 师长黄维纲
第一一二旅 旅长李九思
第一一三旅 旅长李致远
第一一四旅 旅长董升堂
第一八○师 师长刘振三
第二十六旅 旅长张宗衡
第三十九旅 旅长安克敏
骑兵第十三旅 旅长姚景川
张自忠第二十七军团总兵力两万余人。
潢川是豫南的一座县城，位于信阳正东，是日军攻取信阳的必经之地。潢川一带一马平川，缺少屏障，易攻难守。显然，在此地设防仅仅守城和正面防御是不够的，还需要注意侧翼的安全，以防敌人迂回从侧后攻击或包围。
根据实地的情况，张自忠以一八○师独立第三十九旅安克敏部，正面固守潢川城；以独立第二十六旅张宗衡部守城东七里岗一线；以三十八师一一三旅推进至潢川以东之春和集，先头阻敌；以三十八师主力配置于城西二十里铺地区，担任预备队，防止日军沿河西上迂回潢川以西；以三十八师一部兵力对潢川西北息县方面实施警戒；军指挥部设于城西任大庄。
五十九军官兵多系山东、河北和豫北的子弟，对豫南、鄂东阴霾潮湿的气候很不适应，加上多日行军疲惫得很，身体抵抗力减弱，时值秋天又正是蚊虫肆虐的季节，所以患染恶性疟疾的官兵不少，军中医疗设备、药品均缺乏，尤其是治疗疟疾的特效药阿斯匹林极少，甚至奎宁丸也供应不够，以致每天都有官兵死亡，严重影响战斗力，连张自忠也染上疟疾。张自忠对官兵们这种困境，也是感到痛苦焦急万分，却没有办法。
9月7日，刚刚攻占固始的日军第十师团冈田支队，未加休整即马不停蹄地向西猖狂扑来，当天抵达潢川以东的春和集，便遭到三十八师一一三旅的迎头痛击，双方展开激战。这真可谓“冤家路窄”了。
这个日军第十师团第八旅团冈田资旅团长，在徐州突围中曾把三十八师一一二旅包围在车站内，他满以为那次是全歼一一二旅如探囊取物，谁知这支令日军谁碰上谁就会头痛的中国军队，在那样的劣势下，居然“遁地”而去，5000中国军人硬是在他的眼皮子下安然溜走，他连中国军人的一根头发都没逮着。事后把他和他的顶头上司、第十师团师团长筱塚义男气得几乎要剖腹自杀。
这次他率领的冈田支队扑向潢川，听说挡道的正是张自忠的五十九军。这位日军少将不由得仰天狂笑起来：“呀西，呀西。张自忠，我们又碰上了，上次你的部下从我手边逃掉！这次我绝不会再给你溜掉的机会了。”不过，他的大话说得太早了一点。张自忠趁日军阻于春和集之机，督令各部加紧赶筑防御工事，并给全军下达手谕，勉励官兵们要不惜一切牺牲，与阵地共存亡。
他还对守城的独立第三十九旅旅长安克敏说：“你要死守潢川，潢川就是你的棺材。”
安克敏向全旅转达了军团长的谕示后，命令把四门堵死，把桥梁拆除，以示与城共存亡的决心。
11日晚，冈田支队费尽了九牛二虎之力，好不容易才突破了一一三旅的阵地，占领春和集，但次日又在黄冈寺遭到独立二十六旅的猛力抵抗，双方形成拉锯式争夺战。冈田支队伤亡惨重，已失去续攻能力，不得不停止攻击，在此等待师团主力到达。
14日，日军第十师团主力濑川支队（由第三十三旅团及师团炮兵主力组成）进至黄冈寺。
由于正面进攻难以奏效，日军改变战术，以小部兵力沿固潢公路作正面攻击；师团主力则沿淮河西窜，向潢川以北、以西迂回。
15日，日军攻陷潢川西北的息县城，并继续向罗山进犯，企图切断五十九军退路的信（阳）潢（川）公路，对五十九军形成前后夹击。
针对敌人新的动向，张自忠遂改变部署，命三十八师向西北方向出击，其中一路以一一二旅、一一四旅向占领息县之敌攻击；另一路以一一三旅二二三团向潢川以北十五里铺出击，阻止后续日军由此增援息县；以独立第二十六旅及一八○师直属部队为军预备队，配置于潢川；军指挥部由城西任六庄移至城南。
14日夜，三十八师兵分两路勇猛出击，息县方面战况尤为激烈，双方均伤亡惨重。就在这时，潢川正面日军在20多架飞机和强大炮火掩护下，向我发动猛烈攻势。张自忠将预备队投入战斗，依托潢川城东七里岗坚固阵地抗击日军攻击。双方激战两昼夜，战线呈对峙状态。这样，潢川东、西、北三面均发生激战，只有城南指挥部方向相对平静。
15日中午，突有日军骑兵一部向城南迂回，突袭五十九军指挥部。保卫指挥部的部队只一个手枪营，情况十分紧张。为保指挥中心的安全，有人建议把军部南移。张自忠深知，此时移动军部，不仅影响士气，且将失去守城部队的惟一退路，因而坚决不允。他一面指挥手枪营抵抗来袭之敌，一面调独立二十六旅六七八团赶来增援，经半天激战，终于将敌人击退。
第七部分：徐州掩护突重围跃马潢川敌难越（3）
日军连日进攻不能奏效，并且遭到惨重伤亡，难以前进一步。这对于日军第十师团来说，可以说是自台儿庄战役以来遭遇到的又一次严重挫折，筱塚、濑川、冈田都气得哇哇怪叫，他们都一致喊道：“张自忠、五十九军这块骨头咋这么难啃！？”再拼下去，说不定第十师团会又一次丧失战斗能力，筱塚有可能重蹈他的前任矶谷的下场。
恼羞成怒的筱塚，便不顾国际公约禁止使用化学武器的协定，竟惨无人道地大量施放毒瓦斯弹，导致我官兵大量伤亡。
16日清晨，七里岗阵地失守，日军开始攻击潢川城，战况急剧恶化。紧急关头，张自忠拒绝幕僚的极力劝阻，带领刘振三师长和军指挥部毅然进入潢川城督战，士气大增。
日军以密集炮火猛烈轰击潢川城，并以飞机向城内投掷毒气弹。全城伤亡不断增加。刘振三师长两次中毒昏迷。
张自忠命军需处迅速给守城官兵，每人发日光皂两块，白毛巾一条，以毛巾浸吸肥皂水遮掩口鼻，坚持战斗。同时，命黄维纲师长派出有力部队进出仁和集、双柳树、桃林、春和集，对敌实施袭扰，以牵制攻城之敌。
16日午后，日军第十师团集中几乎所有野炮和重炮，向潢川城发动几天来最为猛烈的轰击，毒气弹施放也增加数倍。炮击过后，以步兵发起冲锋，但都被我军击退。到17日中午，城北、城西两角均被敌炮摧毁，日军步兵蜂拥冲入城内。张自忠下令士兵上起刺刀，与敌展开街巷肉搏战，杀得昏天黑地，异常惨烈。
战斗最危急的时刻，一个营长企图逃跑，为部下发现，当即扭送军部。张自忠勃然大怒，命军法处立即将其处决。军法处执行后回报，张自忠仍怒气难平，恨恨地道：“我带兵多年，最痛恨、最瞧不起的就是贪生怕死，临阵脱逃。我的队伍里出了这种东西，太丢人了，枪毙他太便宜了。”
面对日军攻入城的险恶局面，张自忠一面组织敢死队发起进攻，将日军突破口堵住，将城内外日军分割成二，一面指挥官兵对冲入城内的日军全力歼灭。一番激战，终于将城外日军堵住，冲入城内的日军被我全歼。
小小的潢川城经过连日战火纷飞，几乎全毁，墙倒屋坍，烟火余烬，尸横累累，血迹斑斑，早已无复昔日车水马龙，熙来攘往的景象，给人的只有凄凉。军部指挥电台也被敌炮摧毁，使得与战区联络中断达两天之久。
18日，潢川西北之日军，从息县分兵攻击罗山县城，切断了五十九军向西的退路。而此时五十九军已坚守潢川12昼夜，完成阻击日军至18日的任务。
19日凌晨，张自忠下令部队趁夜向南撤退，拟转至潢川西南光山以南山区占领阵地，继续阻敌南犯。
为此，他冒着危险，亲率手枪营和独立二十六旅七一五团，在潢川城十八里铺以南占领阵地，掩护全军撤退。
日军一部跟踪追击，张自忠指挥部队向敌猛击。经过三小时战斗，敌人抵抗不住，向罗山败退。我军趁机摆脱敌人，安全撤退。
三十九旅撤出潢川城时，四门都已被日军堵住，安克敏旅长命令战士挖开城墙突围而出，大出敌人意料之外。敌人竟然来不及堵截，任独立三十九旅安然脱围而出。
潢川战役，五十九军在没有任何援助的情况下，孤军奋战，阻击日军12天，为后方友军的集结争取了宝贵时间。
这次战斗，五十九军歼灭日军第十师团约3000人，自身伤亡达4000人，其中四位营长阵亡。在临沂作战元气大伤之后，五十九军能取得如此战果，令许多友军瞠目咋舌，也使日军惊惧不已。日军第二集团军广播承认：“皇军在潢川方面曾遭遇华军极强烈之抵抗�