除掉了心腹之患，孙百里立即着手准备收复广州：粤北和粤西的几个步兵师在集结完毕之后，把防御地方的任务移交给地方部队，然后大踏步地向广州逼近，犹太军团则采用隐蔽行军的方式向南海迂回，准备从日军意料之外的地点发动攻击。与此同时，在不久前大出风头的第五纵队司令李务滋再次率领部队进军佛山，准备策应正规军作战。为了增加保险系数，防备日军突然袭击福建，孙百里特意把留守在江西北部景德镇的第167师和新四师调回三明，居中策应全省。
此举虽然看似鲁莽，但是却经过细致的分析：冈村宁次率领的第11军虽然占领了武汉并于第2军会师，兵力达到三十万之多，但是在战略态势上却并不占优，日军虽然占领了武汉，但是还远远没有达到就地补充，以战养战的目的，所有的作战物资乃至粮食等物仍然需要通过从南京、芜湖到武汉的漫长水路来运输，而国军第九战区司令部下属的五十多个步兵师全部配置在鄱阳湖西南面，以九宫山和幕阜山为依托，一直在积极整训，准备反攻，仿佛架在日军脖子上的一把钢刀，随时准备切断其长江生命线。而在武汉西、北两面，李宗仁率领的第五战区三十多个师的兵力，在靠近日军第一线的随县一带构筑阵地，虎视眈眈地窥视着近在眼前的武汉城。
广州的战略位置虽然重要，但是在日本统帅部的眼中，肯定比武汉要次要的多，所以在华日军的首要任务是确保武汉不失，在新的师团没有编成之前，无论如何也不会再投入新锐部队到华南！
日本第21军司令官安藤利吉对中国战场形势的把握也相当准确，知道段时间内是不可能得到有力的增援，于是在轰炸机被中国军队全部摧毁之后，立即调整部属，准备死守广州，等待国内新军编成。他首先把虎门要塞的守卫部队由两个步兵大队增加到一个步兵联队，并额外配备一个重炮兵大队（八门150毫米加农炮），接着把增城、花都两地的兵力增加到一个步兵联队，重点防御北区的中国军队，最后把第五舰队的舰艇集中到虎门要塞附近的江面上游弋，随时准备提供火力支援。安藤利吉认为，中国军队要想攻克广州，必须先占领虎门要塞，所以他在这里配置重兵，准备用猛烈的要塞炮火和海军舰炮火力大量杀伤中国军队，然后再出动预备队反击。
然而，让安藤利吉感到意外的是，粤北的中国军队在推进到增城外围以后就停了下来，在县城四周选择有利地形构筑工事，摆出打持久战的架势，而粤西的两个师也是如此，最让日军感到气愤的是，李务滋的第五纵队再次出现在佛山城外，在距离城门不到十公里的西塘和大冲两村构筑工事，仿佛已经加入了中国军队正规军的序列。
安藤利吉等待了几天之后，发觉中国军队丝毫没有发起攻击的意图，于是悄悄抽调一个大队的兵力赶到佛山与这里的守军汇合，准备彻底击溃这支杂牌军。
2月2日上午八时许，日军集中了两个大队的兵力，以四辆坦克为先导，朝西塘村猛扑而来。
此时的第五纵队在孙百里派来的军官指导下，兵力已经由原来的五千多人缩编到三千人，然而，人数的减少换来的是战斗力的提升和指挥上的灵活：部队的编制从原来的十六个大队改成五个独立营，营连的指挥官都暂时由派过来的正规军军官担任，迅速弥补了地方部队在战斗经验上的不足。
第五纵队以两个营的兵力防守西塘，一个营防守大冲，李务滋亲自率领两个营驻扎在处于稍微拖后位置的几个小村子里面，作为纵队的预备队。
西塘守军的指挥官是第一营营长陈智柏，经过耐心细致地观察地形，他以西塘村为核心构筑了非常完备的防御体系：西塘村的四周有十几个面积都在五六亩以上的大鱼塘，守军把鱼塘全部连接起来，形成一道环村的工事；鱼塘前面两百米以内的杂草、树木全部被清除一空，使守军可以保持良好的射界；鱼塘的前面全部插满削尖的竹签，竹签的后面是两米深，三米宽的反坦克壕；鱼塘的后面是一条环村的战壕，并且构筑了坚固的掩蔽部来应对日军的炮击；村子原有的两米高圩墙在战壕后面五十多米远的地方，形成第三条防线；村子里面构筑了两座坚固的碉堡，作为整个防御体系的核心工事。
南侧的大冲村规模较小，但是距离西塘的直线距离只有五百米左右，所以可以非常方便用机枪火力相互支援，保障了西塘侧翼的安全。
日军在步兵突击之前照例是一阵猛烈的炮击，由于守军准备充分，工事构筑的异常坚固，没有取得预期的效果，紧接着，四辆坦克在前面开路，掩护两个中队的步兵向西塘冲锋。
当日军开始穿越鱼塘前面的开阔地的时候，守军阵地上的轻重机枪同时开火，十几名暴露在坦克外面的士兵立即把击倒，其余的日军吓得全部龟缩在坦克的后面，亦步亦趋地向前推进。这时候，连续两发反坦克反弹穿甲弹飞了过来，由于守军刚刚配备这种先进武器，还没有训练好，所以两发全部打空，但是却给坦克驾驶员造成了巨大的精神压力。四辆坦克的屁股后面几乎同时冒出滚滚浓烟，突然加快速度朝前面冲了过去，准备消灭反坦克火力点，后面的步兵一时没有反应过来，全部暴露在守军的火力面前。随着各种枪支欢快的叫声，密集的子弹蝴蝶般在日军当中飞舞跳动，把敌人成片地击倒在地，惊慌失措的步兵迅速分成两拨，前面的加快速度追赶坦克，后面的干脆卧倒在地，与守军对射。
最前面的坦克向脱缰的野马一样笔直地杀入竹签阵，对付步兵的利器还没有发挥任何作用就被轧进土里，然而，坦克的好运到此为止：一头掉进反坦克壕里面，再也动弹不得。另外三辆坦克在猛踩刹车的同时向侧面急转，终于在壕沟的边缘停了下来，接着沿着壕沟向前面推进，希望找到缺口。这时候，一发穿甲弹从鱼塘后面的战壕里面飞了过来，正中坦克的侧面，在剧烈的爆炸声中，坦克起火燃烧，满身是火的驾驶员刚刚掀开顶盖，坦克就爆炸了，变成四散的火球。
剩下的两辆坦克掉头就跑，把步兵全部丢下，守军毫不客气地全线开火，把日军击毙大半。日军指挥官急忙命令炮兵用密集的弹雨在守军阵地前沿形成一道弹幕，掩护步兵撤退，最后，两个中队的日军只有不到一百五十人回去。
气急败坏的日军指挥官为了把落入陷阱的坦克解救出来，命令部队带着铁锨，分成数个小队，多路进攻，企图在炮火的掩护下接近坦克。
日军的意图很快被守军识破，用猛烈的机枪火力在坦克的四周扫射，使敌人无法接近。无奈之下，日军调整攻击目标，转头去攻击大冲。
大冲虽然没有鱼塘为屏障，但是守军在村子外围挖了四道战壕，并且在阵地前沿也插满了竹签。在守军的顽强抵抗下，日军的进展非常缓慢，打了两个小时却只夺取了两道战壕。趁着日军把注意力集中在大冲村，西塘守军派出几名爆破手用炸药包把坦克彻底摧毁。
战斗进行到下午两点钟，日军在付出两百多人的伤亡后终于把守军从战壕里面赶出来，战线推进到圩墙的下面，这时候，西塘守军已经完成了出击的准备，十几发迫击炮弹准确地落在日军当中，使其攻势顿时停滞下来，紧接着，两个连的士兵在机枪火力的掩护下从西塘村冲了出来，勇猛地杀向敌人。
与此同时，大冲守军也猛烈反击，把日军从圩墙下面击退，然后呐喊着冲出村子，难能可贵的是，数十名村民也跟在军队的后面冲了出来，捡起日军丢弃的枪支弹药加入了攻击的行列。
日军在两路夹击之下只好且战且退，最后在两辆坦克的及时支援下才勉强稳住阵脚。为了挽回皇军的颜面，日军指挥官组织了两个中队的兵力夜袭大冲村，可是刚刚摸到村子前面，就陷入了竹签阵：原来，村民们在日军撤退之后立即行动起来，再次在交通要道插满竹签。此起彼伏的惨叫声给守军指明了方向，各种子弹和手榴弹铺天盖地的打了过来，彻底打碎了日军的迷梦。
次日上午，还不甘心失败的日军指挥官驱赶士兵对大冲连续发动三次进攻，可是提心吊胆的士兵们已经失去了昨日的锐气，走走停停，不时用刺刀在野草中间试探，生怕被刺穿脚掌。勉强发动的攻势在士气高涨的守军面前立刻烟消云散，日军士兵在遭到守军猛烈的机枪火力之后立即毫不犹豫地掉头就跑，根本不理会指挥官声嘶力竭的叫喊。
日军指挥官在伤亡总数达到八百人之后才承认失败，带着部队灰溜溜地退回佛山，与之形成鲜明对比的是，李务滋和第五纵队的名字再次在岭南地区传诵，在他们的英雄形象的鼓舞下，广东的地方部队变得异常活跃，四处伏击日军，把敌人死死地压缩在城市里面，有效地支援了主力部队。
