1939年11月，日军为截断桂越(中国南宁-越南谅山)交通线，由第21集团军司令官安藤利吉指挥第5师、台湾混成旅在海军第2派遣支舰队、第3联合航空队支援下，企图自钦州湾登陆，攻占桂南地区。中国第四战区第16集团军总司令夏威将所部部署于广东防城(今属广西)、阳江及广西贵县、南宁间广大地区，企图利用郁江以南地区既设阵地逐次抵抗消耗日军；尔后，相机转入反攻。
11月15日，日军在钦州湾龙门港登陆，突破守军第一线防御阵地，24日攻占南宁。日军主力旋北上，先后攻占高峰隘、昆仑关；一部兵力西进，12月21日陷龙州，截断桂越国际交通线。国民政府军事委员会委员长蒋介石决心收复南宁，先后调集14个师、100架飞机，由桂林行营主任白崇禧指挥，分兵三路反攻南宁。12月18日，中国军队起攻击。北路军主力第5军由杜聿明指挥，在炮火掩护下以战车引导步兵向昆仑关正面起攻击,另以一部兵力迂回昆仑关侧后,先后夺取昆仑关日军前沿阵地及五塘、六塘等地。中国空军出动支援地面部队作战。东、西路军亦先后分别向钦县、龙州、高峰隘等地起攻击。在中国军队打击下，龙州日军被迫放弃该地，回援南宁。驻南宁日军第5师第21旅驰援昆仑关。
24日，第5军荣誉第1师于九塘东北枯桃岭向该旅攻击，予敌重创，击毙旅长中村正雄少将。29日，第5军在友邻协同下起总攻，战至31日收复昆仑关，获昆仑关大捷。歼灭日军4000余人，击落、击毁日机20余架。日军第21集团军鉴于在昆仑关失败，急调驻广东的第18师、近卫混成旅增援桂南地区，再攻昆仑关。蒋介石亦从内地调兵增援桂南。但中国军队尚未集中完毕，日军即于1940年1月28日开始进攻，第5师、台湾混成旅对高峰隘亘昆仑关之线实施正面攻击；第18师、近卫混成旅分由良庆、七塘经甘棠、那河迂回宾阳。2月1日，第四战区司令长官张奎接替白崇禧指挥桂南作战。
2月2日日军攻占宾阳，3日再夺昆仑关，8日陷武鸣，9日开始回撤。第18师调回广东；第5师、近卫混成旅、台湾混成旅编组为第22集团军，驻防南宁、钦县、防城及其外围据点。中国军队乘势追击，先后收复宾阳、武鸣、昆仑关等地。此后，双方对峙。7月，日军攻陷龙州。9月,日军第21集团军主力陆续进入越南。10月，第四战区第16、第35集团军(共6个师)乘势起反攻，先后收复龙州、南宁、钦县。11月30日收复镇南关(今友谊关)，将日军全部逐出广西，会战结束。
参战单位
中国陆军
新6军：包括13个独立团，2个山炮旅、一个重炮旅和4个坦克营，加上医疗分队等单位总兵力30000人。国民党46军何宣部、99军姚纯部、广西保安总团等部共1.2万人，受新6军指挥，另外还有征的民夫2万人，实际上这些杂系国民党军队没有起到任何作用。
日本陆军
日军：22军，军长久纳诚一中将
下属台湾旅团：旅团长盐田定七少将
下属近卫混成旅团：旅团长樱田武中将
下属第5师团：师团长中村明人中将
第5师团下属：第9旅团，旅团长及川源七少将（步兵第11、第14联队）。第21旅团，旅团长长坂田元
少将（步兵第21、第42联队）。骑兵第5联队。野炮兵联队。辎重兵及其它部队若干22军总兵力4万人。如战局困难，日军22军上属的华南方面军司令官安藤利吉大将可以从广东占领区的第18、38、104、106等4个步兵师中抽调部队增援广西。而在实战中增援广西的却是休整于台湾高雄的熊本师团和战列舰特混舰队。
日本海军
战列舰是海上炮战的霸主，日本海军一共有12艘战列舰，分为5个级别，1940年，日本大和级战列舰的3艘刚刚开工，其中的信浓号后来改造成航空母舰，至于扶桑级和伊势级的4艘因为航速太慢，没有能力编入航母编队而沦为训练舰。剩下的6艘即为日本太平洋舰队的核心王牌。
扶桑级：扶桑号、山城号
伊势级：伊势号、日向号
长门级：长门号、陆奥号
大和级：大和号、武藏号
金刚级：金刚号、比睿号、榛名号、雾岛号
照明弹的照明范围：范围小的50迫1公斤照明弹，面积约100平方米；60～70年代的超级照明弹，总量单位是吨，照明面积超过1000平方公里，需要使用飞机投放。
战争结果
军长杜聿明受命向昆仑关反击，以步、炮、坦、空诸军兵种协同攻坚
1940年1月中旬，日军从广东抽调第十八师团和近卫混成旅团约1.5万人从钦州登陆增援桂南日军。下旬，日军举行反攻，经永淳绕袭宾阳，国民党军腹背受敌，放弃昆仑关等地。2月下旬，桂南会战结束。日军为避免遭到国民党军的再次打击，自动放弃昆仑关、宾阳、上林、武鸣等地，将军队撤回南宁，缩短战线，筑壕固守南宁市及近郊。直到1940年10月，日军才撤离南宁,移驻越南北部。日军第一次入侵广西历时1年，扰及桂南和钦州地区23个县，杀害群众11147人，伤2161人，失踪3986人，公私财产损失450亿元国币。
战争评价
桂南会战中，中国军队收复南宁时从西成门入城
桂南会战的失利，给中国正面战场造成了新的困难。此后几月，日军受欧战法国失败的刺激乘机攻占桂越公路的另一要点龙州，并派兵进入越南北部，彻底切断了中国桂越、滇越国际交通线。但中国第4战区也取得了局部胜利，不仅打退了日军乘势进攻滇南直接威胁西南大后方的企图，而且及时抓住桂南日军兵力减少的时机，于10月底克服龙州、南宁，并于11月底，将日军全部逐出桂南。
会战遗址
桂南会战遗址由“桂南会战检讨会旧址”和“护蒋洞”遗址构成。“桂南会战检讨会旧址”位于柳州市南郊龙潭医院南大门折向北面100多米处，是一座两层砖混结构西式建筑（时为广西农林实验场的别墅），为当年蒋介石主持“桂南会战检讨会”的临时住处。“护蒋洞”遗址是“桂南会战检讨会旧址”后面约150米处的一个山洞(现在在广西血液中心院内),洞口高约10米，洞深10多米。初洞有上下两层,1993年，广西血液中心为存放酒精和其他化学药品,打通了中间的隔层，并凿宽了洞壁,在洞内建起了两层楼房。
1939年冬，日本侵略者为了封锁中国大陆，截断越南与中国的交通，进一步威胁云南和贵州，11月15日从广东的钦州湾（现属广西）登陆，突袭占领了南宁，并分兵把守宾阳的昆仑关和武鸣的高峰坳。为了光复南宁，由当时的桂林行营主任白崇禧负责调集兵力反攻。从当年12月到第二年2月，中方以15万兵力与日军10万兵力在桂南展开激战。12月31日，经过10天的激烈战斗，攻破了日军死守的昆仑关天险，歼灭日军4000多人。桂南会战中中方伤亡人数为2.3万人，日军伤亡8100多人。之后日军从南宁撤走。
桂南会战中中方以多打少，却损失惨重，消息传到重庆，蒋介石大为震怒，决定在柳州召开“桂南会战检讨会”，分析原因，追查责任。不料会议刚开始第一天，就遭到敌机大规模轰炸。据蒋介石当天的日记记载：“午睡初醒，二时十五分，闻机声，命卫士审其方向，旋忽警觉敌机必来炸余，乃急披衣整装外出，其匆促之情，殆不啻于西安事变之初焉。余知敌机如来炸柳，其目标必在余，乃急入后山之上层防空洞。少顷，敌机二十余架齐向洞上投弹。旋又来袭，低空俯冲投弹，弹皆着洞上右方五十米至百米之山巅，计伤卫士十二人。”虽然会议召开的第一天就遭遇了轰炸事件，但4天的会期均按预定程序进行。最后一天，即2月25日，蒋介石下令处分了一批会战时指挥失当、督率不力的高级将领。其中桂林行营主任白崇禧、政治部主任陈诚，均由一级上将降为二级上将，多名将军被撤职查办，还取消了几个集团军的番号。2月26日，蒋介石从柳州返回桂林，随即乘飞机回重庆，结束了他一生中惟一的一次柳州之行。
据统计，日军共出动50多架飞机，分批对羊角山轮番轰炸。抗战时期，柳州不过是一个10多万人口的小城，鲜有“大人物”光顾。日军的轰炸机倒是经常在龙城上空盘旋，投下一枚枚炸弹后便扬长而去。但是，1940年2月22日下午的那次轰炸，还是让人觉得有些蹊跷：遗址位于柳州河南的群山之中，当时尚是荒郊野外，山下人烟稀少，敌机为什么要投入那么大的战斗力进行攻击呢？且目标专一，让人怀疑日军是否掌握了什么情报。多年之后，文史工作者采访羊角山下的村民，其中鸡喇村一位姓黄的老农说，自己曾看到有人在附近的山顶用镜子向天空照射，似乎是在向日机送信号，指引轰炸目标。