1938年9月，冈村宁次率领日军第十一军兵分三路杀向武汉。薛岳在金官桥防线攻防战愈演愈烈，双方相持不下时，决定守武汉而不战于武汉，守之于近，战之于远，实为上上之策。依据此计，薛岳来到万家岭乌石门实地勘探，但见乌石门反八字山系，易守难攻。
于是，薛岳调兵沿着乌石门山地预先构筑防守阵地，阵地布满重机枪，射程4000多米，三面交叉射击，火力可覆盖乌石门前马回岭小盆地，山头炮群也可以俯射小盆地，稳据阵地，待机迎敌。随后，命令金官桥守军沿着黄老门，马回岭，退至乌石门布防。
日将松浦淳六郎，吉住良辅率所部106师团和9师团，冲过金官桥防线，进至黄老门，看见山势险峻，林木茂盛，控住南浔线，料定薛岳必以重兵防守，命令部队停止前进，派出飞机，狂轰滥炸，又集中两个师团炮兵和第十一军直属重炮大队，猛烈轰击黄老门。
眼见黄老门正面数十里山地，浓烟滚滚，火光冲天，树冠皆被消去，山头也被削平，沟壑被新土树枝填平，以致河流，小溪纷纷改道，随后下令步骑兵冲向阵地，爬上山顶，却是空无一人。二将懊悔不迭。
日军沿着铁路线继续向南追击，来到马回岭山前，只见山高坡陡，林深叶茂，马回岭以南，一马平川，再往南有乌石门挡道。马回岭一夫当道，万夫莫开。薛岳主动放弃黄老门防线，必是以为马回岭可以固守，诱我至马回岭山下，于是，日军三百多门重炮，九二步兵炮，迫击炮狂轰滥炸一阵子后，命令步骑兵冲锋，待到马回岭，又见空无一人。
日军将领松浦淳六郎和吉住良辅登上马回岭，欢喜道：薛岳真是溃不成军，竟然舍弃黄老门，马回岭天险不战而退，必是战斗力已衰败，惧怕我大日本皇军，待到明天正可以全力攻击，一鼓作气冲过乌石门，夺占德安和南昌，继续会攻武汉。
次日凌晨，日军大队人马，浩浩荡荡进入马回岭盆地，各种辎重，炮车，山炮，骡马和日本士兵，密密麻麻，互相拥挤的冲入进来，突然升起三颗红色信号弹，伏在反八字盆沿上的守军一起开火，机枪，迫击炮，山炮，重炮齐鸣，马回岭盆地中央纵横十几里，烟尘滚滚，火花乱飞，枪声，炮声，骡马惊叫声，人员哭骂声，相互交织，惊天动地，乱作一团，日军死伤无数。
薛岳，吴奇伟坐镇司令部，密切关注马回岭日军动向，忽然进来一位英姿飒爽，腰插双枪的女军人，此人正是吴奇伟的夫人，龙文娱，黄埔军校武汉分校学生队队长，前来战地服务，救助伤员的，途径白云山，万家岭时发现大量日军，特来报告。薛岳听后大吃一惊：若非嫂夫人及时报告，乌石门防线必顷刻土崩瓦解，嫂夫人真乃巾帼女杰！
薛岳急忙调整部署：万家岭以南有第六十六军，可就近据险阻击，再以白云山，南浔线第四军，第七十四军，第六十四军攻击日军左翼。另外调第十八军，第三十二军，第七十军，第七十八军攻击日军右翼，合围万家岭。十万火急传令各军，命吴奇伟为将，统一指挥万家岭各军。
再说日军吉住良辅率领第9师团在马回岭正面佯作进攻，吸引守军。松浦淳六郎率领第106师团，绕过白云山来到万家岭，正碰上第六十六军，双方发生激战，叶肇率军且战且退，将106师团引入万家岭，这时欧震，俞济时，李汉魂，黄维，商震，张再，李觉率领各军一起杀出，叶肇也投入攻击，八个军，十五万人将日军106师团合围于万家岭。
万家岭方圆数十里，日夜炮声隆隆，厮杀四起。日军弹尽粮绝，死伤过半。日军第十一军军长冈村宁次急调：101师团，27师团，9师团解106师团之围，另外派出空军助战，投送粮食，弹药，补充官兵，仅中队长，小队长就派去300多人，以增强106师团的战斗力。
薛岳，吴奇伟得知日军救援106师团，调整部署：陈安全第二十九军，王敬久第二十五军，沿德星公路设防，阻挡101师团，从万家岭战场抽出六个师，调换正面，依险设防阻挡27师团，命令乌石门防线留守部队，阻挡9师团，其余部队继续攻击万家岭106师团，逐步缩小包围圈。
经过一周的恶战，松浦淳六郎险被俘获，带着部分残兵败将，遗弃重武器，投山僻小路，逃出包围圈，战斗结束，取得了几乎全部歼灭日军一个师团的胜利。万家岭大捷，彻底粉碎了日军由南路迂回武汉南面的作战计划，同时也为武汉撤往重庆（东方战场的敦刻尔克大撤退）争取了宝贵的时间，大大增强了中国人民抗战到底的决心。
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