1938年6月中旬，国民政府大本营在汉口召开军事会议，研究武汉会战的战略方针，在认真总结自七七事变以来历次战役的经验教训的基础上，确定了四点方针：第一、命令各有关战区部队主动出击，牵制日军，使其不能倾全力攻击武汉；第二、在鄱阳湖以东地区迎击日军，并相机与敌决战；第三、在武汉外围配置重兵，同时，在沿长江两岸的丘陵湖泊和江防要塞加强兵力，以迟滞日军的进攻；第四、各部队要把重点放在外线，掌握战场的主动权，以消灭日军有生力量为目的。
由于日军主力从长江东面溯江而上，大本营以长江为界，把国军分为南北两大战略集团：江北战场，由第五战区司令长官李宗仁指挥，总兵力为23个军，其中主力部队配置于大别山西北面的信阳和商城地区；少部分兵力配置在大别山以西的长江北岸。江南战场，由武汉卫戍司令部总司令和第九战区司令长官陈诚指挥，总兵力为26个军，其中主力部队配置于武汉以西的长江南岸地区。
另外，为了表示誓死一战的决心，蒋介石把现有的海空军部队全部投入会战，其中战斗机、轰炸机共一百余架，海军舰艇四十余艘。
第九战区司令长官陈诚出于对第19集团军战斗力的信任，特意命令孙百里率领休整完毕的主力部队再次出闽，增援安庆至九江间的江防要塞守军。
6月15日，孙百里率领新二师和集团军司令部直属的重炮旅和高炮旅等部在福州誓师出发，而先期集结闽赣边境的第60师和第61师则在直接向马当要塞进发。
马当是长江最重要的要塞，地处江西彭泽县境内，与江中的小孤山隔水相望，成犄角之势。江中沙洲将长江江流一分为二，左水道狭窄，已经淤塞不通。右水道流经马当山下，为主要航道，此处为长江中游最狭窄处，宽不及500米，水流湍急，形势险要，形成一夫当关，万夫莫开的天堑要隘。全面抗战爆发后，国民政府军事委员会为阻敌西进，力保九江、武汉安全，专门建立长江阻塞委员会，负责阻塞工程的设计和施工，经过两次施工，在江心建成一条拦河坝式的阻塞线，只在长江南岸留有仅可通行一条船的狭窄航道。并在两岸山峰险要处设有炮台、碉堡、战壕等工事，水面布置3道水雷防线，前后共布雷1500余枚。同时配置重兵防守。马当要塞由江防要塞守备队第2总队、第43军第26师一个营、守备第1营和第2营，以及炮兵第8团、第41团、第42团各一部等守备；马当下游之黄山、香山、藏山矶及下隅坂、黄栗树、马路口等，由江防军第16军第53师和第167师守备。
6月23日，日军波田支队，在海空军掩护下向马当下游的香口发起猛攻，先是出动轰炸机轮番轰炸，接着再用军舰上的炮火猛烈炮击，最后是步兵轮番突击。经过一天的激烈战斗，守军全部阵亡，香口失陷。
6月26日，马当要塞失守，由此往西，湖口、九江均无险可守，长江门户大开，直接威胁武汉安全。武汉卫戍总司令陈诚发布了一道死命令：“香山、马当为皖、赣门户，其得失影响于今后作战之胜败甚巨。……务速恢复香山、马当要塞阵地而确保之。攻克香山及马当要塞区者，各赏洋5万元。如有作战不力者、畏缩不前者，即以军法从事。”第16军、49军等部遵照这道死命令向香山日军发起大反攻，一度再次收复香山，并予敌重创，但因敌援军大举而至，激战数日，终究未能收复马当要塞。
6月29日晚，第60师和第61师经过十余天的强行军，终于抵达彭泽境内。陈诚得到消息后喜出望外，急忙电令两师相机夺回马当要塞。
接到命令之后，廖启荣和谢鼎新在派出大批侦察人员的同时，连夜商量破敌之策。
廖启荣指着地图上代表日军的黑色箭头说道：“攻占马当的是日军波田支队一部，兵力是一个步兵联队，而防守香山的则是日军海军第三舰队的陆战第11旅团。我们的兵力虽然较任何一部都有优势，但是日军有海军舰炮和空军助阵，又有坚固的阵地为依托，不是很好打呀！”
谢鼎新说道：“今天第16军和第49军一直在猛攻香山，我们的空军也对日军阵地进行过轰炸，我估计日军的阵地应该已经被摧毁的差不多了，只要集中优势兵力，应该可以一举突破。”
廖启荣点了点头，说道：“你说的很对，但是香山处于马当和下游日军之间，即使夺下来也要面对日军的两面夹击，在加上长江里面的舰炮，很难守得住。另外，友军这几天一直在攻击香山，这里的日军警惕性肯定非常高，要想夺回阵地只有硬碰硬，太不划算了。”接着他指着地图上的马当要塞旁边的一个高地说道：“我从日军的进攻中得到启发：首先拿下长山阵地，居高临下炮轰长江里面的日军舰队，使其无法支援马当守军，然后在一举夺取马当要塞！”
谢鼎新感到有些担心，他说道：“日军的舰炮无论是数量还是口径都远远超过我们，凭咱们这两个炮兵团怎么能够压制得住他们呢？”
廖启荣说道：“我们的目的只是牵制日军，并不是真的要压制住他们。再说，日军舰炮的射程也就是五公里左右，并不能覆盖全部阵地，我们的炮兵可以等日军的注意力被吸引过来之后把大炮后撤一段距离，等敌人松懈下来再反击，不断地骚扰它就可以了。”
谢鼎新想了想，说道：“这样应该行的通！不过，我们已经连续十几天行军了，部队非常疲惫，很难立刻投入战斗呀！”
廖启荣语重心长地说道：“老弟，现在不知有多少双眼睛在盯着我们十九路军，如果不能拿下马当要塞，就会有人说十九路军徒有虚名，所以此战只能成功不能失败，并且动手越早越好！”
谢鼎新苦笑着说道：“谁叫我们十九路军在上海南京表现这么抢眼呢！”
廖启荣说道：“我们还是可以为将士们争取一天的时间来恢复体力在：明天，你们师佯攻香山，把敌人的注意力全部吸引过去，等到天黑之前，我这里在发起攻击，到时候，日军就是想用舰炮支援也没有多少时间了。”
谢鼎新点头答应道：“好吧，就照你说的办吧！”
次日上午八点整，第61师集中数十门重炮，对香山日军阵地连续轰击十几分钟，数百发炮弹倾泻而下，把日军夜间匆忙修建的工事又炸了一遍，有效杀伤部分日军，并摧毁了相当数量的工事。随后，第61师投入一个营的兵力发动佯攻，在遭到日军阻击之后迅速退却下来。在一天的时间里，第61师发动十几次佯攻，成功地把日军的注意力吸引了过来。
下午五点整，第60师的攻击部队到达集结区域，完成了攻击前的准备工作。
五点十分，第60师的炮兵团和步兵团直属的大口径火炮同时开火，迅速在日军阵地的正面清理出一条宽达百米的通道，阵地前沿的堑壕全部被夷平，铁丝网被炸得支离破碎，很多火力点被摧毁。紧接着，炮兵开始延伸射击，攻击日军的纵深目标，步兵在机枪火力的掩护下开始冲锋。
中国军队的攻击完全出乎守军的预料，等他们反应过来的时候，阵地前面已经全部是中国士兵的身影，并且已经清晰可见。幸存的日军急忙进入阵地，开枪还击，隐藏在地堡中的火力点也开始猛烈射击，密集的子弹不停地在战士们的身边跳跃，然而，让日军感到奇怪的是，很多中国士兵明明被击中了要害，可是大部分倒地之后又迅速爬了起来继续冲锋，好像刀枪不入一样！
恐惧像瘟疫一样在日军的阵地上蔓延，当他们眼中的怪物冲上来的时候，甚至没有几个人跳出战壕肉搏，只是呆呆地看着对方，希望能够找出问题的答案，最后，中国士兵用密集的子弹和冰冷的枪刺解决了他们的疑问。
第60师只用了不到一个小时，就干净利落地解决了长山阵地上的一个大队日军，重新把炮口对准了长江里面的日军舰艇。
紧接着，第61师停止对香山阵地的攻势，派一个团的兵力增援第60师，开始进攻马当要塞。这时候天色已晚，日军舰艇只能靠发射照明弹来导引炮兵的射击，效果大打折扣，再加上长山阵地的不断骚扰，无暇顾及马当要塞，使驻守马当的日军单独面对中国军队的攻击。
由于波田支队的主力已经随着海军第三舰队向西扫荡沿江的中国军队，此时驻守马当的只有一个步兵联队，兵力和武器上的巨大差距使他们只坚持了三个小时就被第60师赶出阵地，马当要塞重新回到了中国军队的手中！
