到4月初，日军先后从内山英太郎的第十二军、吉村贞一的第一军、横山勇的第十一军和永津佐比重的第十三军抽调共约四个师团、四个独立旅团、一个坦克师团及一个骑兵旅团，总计约十五万人，由华北方面军司令官冈村宁次指挥。

4月18日0时长野佑一郎的第三十七师团和多贺哲四郎的独立混成第七旅团在河南开封以西中牟一带渡过黄河向蒋鼎文第一战区河汜守备部队发起猛攻，经激战后突破刘昌义暂编第十五军阵地，分路向郑州、新郑、尉氏和洧川等地突进21日攻陷新郑和尉氏。

刘昌义军和第二旅、第三旅退守许昌西北地区，日军23日占领郑州，2a日攻悔密县，吴绍周的第八十五军转守西方山地，阻击日军进攻。

在河南北部，林芳太郎的第一一O师团和本卿义夫的第六十二师团在4月19日早晨向防守郊山头阵地的吴绍周军发起攻击。21日突破河防阵地后，侵占广武和汜水22日又攻陷荥阳。24日，从荥阳南下的日军林芳师团与从郭店西进的日军长野师团占领密县，并继续向西南方向进攻。这时，第一战区别蔚如第四集团军防守该地的部队退守荥阳、密县以西的虎牢关至马驹岭一线，阻止日军西进。

25日，〖日〗本第十三军的两个旅团，从安微正阳关和凤台攻向卓阳做出向河南漯河进攻的态势，以牵制河南东部的〖中〗国军队。在日军打通平汉铁路以后，他们又原路撤回。

从26日起，〖中〗国军队以王仲廉的第三十一集团军主力向密县附近的日军实施反击，逼迫日军改取守势。激战到30日日军后续兵团竹下义晴的第二十七师团、山路秀男的战车第三师团及藤田茂的骑兵第四旅团已集结在密县和郑州地区，迅速向禹县、襄城和许昌等地猛攻，与李仙州的第二十八集团军和王仲廉集团军展开激战。5月1日，日军攻陷许昌，并以山路师团和藤田旅团向襄城和郏县突进。3日凌晨，日军侵占郏县和禹县4日攻占临汝，6日再陷登封、宝丰和鲁山，日军先头部队进抵洛阳以南龙门附近。为了阻滞向龙门突进的日军第六战区急调刘戡兵团进至龙门、伊川和嵩县一带，暂时稳定了战局。

7日从许昌南犯的日军竹下师团攻占邸城和漯河。同一天，从信阳北进的日军独立步兵第十一旅团攻占遂平。8日，日军南北会攻夺占西平，打通了平汉铁路。此后，日军集中主力向洛阳进攻。

日军的林芳师团、本卿师团、山路师团、藤田旅团和多贺旅团，分别从登封、禹县、郏县和宝丰地区，向龙门和洛阳实施包围迂回。同时，日军三浦忠次郎的第六十九师团和小原一明的独立混成第三旅团，从晋南垣曲南渡黄河，口日侵占渑池，威胁洛阳侧后，完成了对洛阳的三面包甩〖中〗国第一战区调整部署，除仍以武庭麟的第十五军及第九十四师固守洛阳外，令孙蔚如集团军和刘戡兵团分别撤到洛阳西南的韩城和宜阳地区集结，准备侧击从渑池向洛阳和洛宁进犯的日军。13日，邸师和龙门的各路日军会合在磁涧地区，向集结于洛阳外围的第一战区部队攻击，李家珏的第三十六集团军等部便先后从渑池附近向西转移，日军随即尾追，向西突进，于17日进占洛宁，18日攻陷郏县，20日占领卢氏。

这时，洛阳守军已陷于孤军苦战。〖中〗国军认为挽救战局，击破日军的攻势，李宗仁第五战区部队和蒋鼎文第一战区各兵团协同，对日军实施反突击，先后一度攻克遂平、鲁山和嵩县，进迫宝丰，截断平汉线。西进日军侧背受到威胁，不再继续向纵深进攻，便放弃卢氏，退守洛宁，将主力向东调动，巩固已经占领的地区。

5月19日，日军集中本卿师团、山路师团和藤田旅团等主力部队开始向洛阳发动进攻，〖中〗国守军顽强抗击，使日军攻击受挫。22

日，日军三次攻入洛阳城关，都被〖中〗国守军赶出城外。23日，日军把进攻重点放在洛阳北面。在日军的持续攻击下，洛阳守军伤亡惨重，第九十四师只剩下一千七百多人，但他们拒绝了日军的劝降，坚守阵地。24日下午1点，日军向洛阳发动总攻击，攻破洛阳东北角。

洛阳守军被迫于当晚10点向洛阳东南突围。25日，洛阳失陷。

以洛阳被日军占领为标志，历时一个多月的豫中会战结束。日军在这次会战中打通了平汉线击溃了蒋鼎文第一战区主力达到了作战目的。第一战区损兵折将达二十万人之多，丢失三十八座城市，河南省几乎全部沦陷。刘昌义军第二十九师师长吕公良该师第八十五团团长杨尚武，第八十七团团长着培崭，第八十六团营长胡光耀“第八十七团营长何景和。以有第第二十九师全体士兵，都在战场上牺牲。