在整個反登陸作戰中，守軍新編第19師輕易遭到日軍擊潰，損失慘重。師長黃固以指揮無方遭到免職，第55團團長黃廷才作戰不力，也被撤職查辦。
至此階段，登陸和反登陸作戰實際上已宣告結束，日軍的下一個目標直指南寧。
第5師團師團長今村均知道目前中國軍隊在廣西的守軍雖然數量不少，但都鬆散的分佈在各地，南寧的守軍少之又少。因此，儘快向北推進，趁國軍調派的援軍抵達南寧前攻克該城，成了當下日軍的第一要務。
與此同時，經過一天的反應，國軍也在積極調兵遣將，基本確定了先集中一切力量阻止敵軍北進，待由後方調集而來的優勢兵力集中整編之後，再行反攻，將日軍趕回大海的策略。
有鑑於此，第16集團軍的第31軍奉命迅速展開急行軍，經玉林、興業、靈山，與集結於那樓、舊州（此兩地位於南寧的東南面）附近的46軍協同，由側翼進攻由欽州北上的敵軍。
第31軍的135師則奉命以汽車輸送，繼續北上回防南寧。第46軍第170師則奉命趕往南寧西南的吳村墟陣地佈防。
就在桂林行營調派廣西境內部隊積極防禦的同時，第5軍軍長杜聿明也已經下令全軍戰備，同時把第200師長戴安瀾叫到了軍部。
“軍長。”
“戴師長，日軍在欽州灣登陸的消息你聽說了吧？”
“是。”
“日軍的企圖，你怎麼判斷？”
戴安瀾看了看地圖，點頭說道：
“我認爲，日軍登陸後，必然會沿着邕寧公路北上，直撲南寧。至於他們的戰略企圖，再明顯不過，就是想切斷廣西與越南之間的交通線，甚至瓦解以柳江爲中心的水運網。給我國的抗戰補給線以沉重的打擊。”
“嗯。日軍這一步直接包抄到我們的後院來了，這必將是無路可退的一仗。”
“怎麼，我軍也要參戰了？”
“白主任（白崇禧時任桂林行營主任）已經向蔣委員長髮出了請求，由徐將軍（徐庭瑤）爲第38集團軍總司令，以我第5軍作爲主力，支援南寧。”
“好！太好了！”
杜聿明站起來，嚴肅的立正站好。
“戴師長。”
“是。”
戴安瀾見狀，也連忙立正戰後，聽後命令。
“命令你部作爲全軍先頭，由鐵路率先出發儘速馳援南寧。”
“是！”
接到調動命令的第200師，立即整裝待發，其中的第599團作爲該師的先鋒，率先登車，經鐵路到達桂林後，再由桂林行營調派的汽車輸送部隊，迅速運往南寧。
第600團在戴安瀾師長的直接率領下，也緊隨其後踏上征程。
戰車兵團雖然也已經接到了戰備命令，但是大規模的調動需要時間，且現今的當務之急是南寧地區的防禦，而非戰車擅長的進攻作戰。因此受命完成出擊準備後，前往賓陽集結待命。
各軍依照軍事委員會的指示開始戰備和調動，不可謂不及時，但遠水解不了近渴，桂南中央軍兵力過於分散的問題在日軍的進攻之下凸顯出來。
第19師的防線被攻破之後，第5師團的登陸部隊長驅直入，到11月19日，所有上陸的三支日軍縱隊均已經推進到了大塘一線，這裡距離南寧不足40公里，日軍暫作停留，爲進攻南寧稍作整備之後，21日恢復向北推進。
22日晚，日軍主力抵達邕江南岸。
而此時，中央軍大部仍在行軍途中，抵達邕江北岸附近區域的部隊，只有170師4個團、135師2個團以及第200師的第599團。但這些部隊皆因連日的急行軍疲憊不堪，防務配置尚未完成。南寧市區內則僅有135師第405團一部。
23日，日軍利用掠奪而來的民船，在250米寬，水流速度達每秒3米的邕江江面上展開了敵前強渡，但北岸135師的守軍，反覆20餘次擊退了日軍的進攻。
24日上午，日軍集中大量炮兵，配合戰機的空中支援，繼續強攻邕江北岸的守軍，其中中村支隊第21聯隊第4中隊在中隊長新田寬一郎的指揮下，終於在南寧市南端成功渡河，並一舉衝進了南寧市區。
僅僅一小時後，該中隊便攻下了南寧市高等法院等重要標誌建築，後續的日軍部隊也由第4中隊打開的缺口魚貫而入。
邕江北岸的守備還沒有建立起來，即告失敗。
而此時，南寧市內的守軍僅有第405團一部，孤立無援加上情勢急轉直下所帶來的壓力之下，團長伍宗駿上校陷入恐慌。在多次嘗試與集團軍和師部聯絡均失敗之後，伍宗駿固守南寧的決心徹底動搖，當天下午6點，下令棄守南寧。
就在這時，在前一天夜間抵達南寧北面的第200師第600團團長邵一之給市內的405團打來電話，詢問市內的防禦狀況。
伍團長像發現最後一隻救命稻草一般，請求第600團立刻開進南寧，接替405團的防務，但邵一之團長以其任務是掩護200師主力集結，而非防守南寧爲由予以拒絕。
伍團長又提議由600團入城，和405團共同防禦南寧，再次被邵一之團長拒絕。至此，伍宗駿也徹底放棄了堅守南寧的念頭，當晚7點，國民政府在南寧的各機關部門均得到守軍棄守南寧的通知。到8點時，南寧民團指揮部、警察局、邕寧縣政府等機構，跟隨着若干逃難市民一起，向隆安撤退。
南寧宣告失守。
135師第405團團長伍宗駿團長，最終以違抗命令，擅自放棄南寧遭到撤職查辦，後經桂林行營軍事法庭審判，被判處有期徒刑5年。
日軍第5師團攻陷南寧後，並沒有就此停止北進的腳步，中村支隊在騎兵聯隊的前導之下，由邕賓路繼續前進。
25日該支隊在二塘遭遇了拒絕進駐南寧市內的第200師第600團。