这些地方原本已经被国军收复，但为了武汉反攻战，老蒋从桂南调集了近十万大军，导致广西防务空虚，使得桂南的日军又有了反攻的机会，最终重新攻陷了防守薄弱的昆仑关一带。
且说，高峰隘及昆仑关一带地势险要，为南宁北侧之天然屏障，国军为确保对南宁的控制，不待休整即兵分两路，一路以七十九军为主力，沿邕宾公路（南宁—宾阳）北进，一路以九十一军和六十军为主力由邕武公路（南宁—武鸣）北上。
林一凡和薛岳亲自前往江水河北岸的迁江坐镇指挥，下达作战命令，反攻部队编成东，西，北三路军，由薛岳任东路军指挥官，率第四十六军，第六十六军担负公路敌后交通的破坏和袭扰任务。
由桂军第十六集团军总司令夏威任西路指挥官，率部佯攻高峰隘吸引日军主力，以部分兵力进至邕宾公路上的四塘，破坏敌后交通，日军增援，孤立昆仑关日军。由白崇禧任北路军指挥官，指挥第五军、第九十九军第九十二师作为主攻部队，攻击昆仑关正面。
攻击昆仑关的第五军由军长杜聿明指挥，该军辖荣誉第一师、新二十二师、第二百师、军补充第一及第二十三团，并配备有装甲兵团、炮兵队、高射炮队等。
第五军是此时中国军队唯一的机械化部队，也是最早编组的苏械突击军，三个师都是有丰富对日作战的经验的悍将，该部无论是人员，武器装备都不亚于日军一个师团。
杜聿明将军以第二十二师为右翼部队，突击五塘、六塘，断敌退路，以荣誉第一师为左翼部队，协同第二百师一部和军补充第一、第二十三团围攻昆仑关及八塘正面日军，由第二百师主力骑兵团担任总预备队，第九十九军进攻昆仑关以南日军，协助第五军作战，并在五塘一带阻击日军增援。
郑洞国将军荣誉第一师在战车和炮兵的掩护下，对昆仑关正面发动攻势，据守昆仑关的日军松本大队在国军猛烈打击下，纷纷向核心阵地退缩。
当天中午，反攻部队就攻占了罗塘、同兴西北高地，随后占领了石寨隘、同平、枯桃岭，一部推进至九塘附近，进展颇为顺利。
日军师团长今村均紧急命令及川支队回师支援，但该部队沿途遭到国军袭击，几乎全军覆没。面对数倍兵力于己，而且战力不弱的国军，日军往日的猖狂，再也不复存在了。
要知道，战争其实也像是滚雪球，军队很多时候不是越打越强，就是越打越弱的，这毋庸置疑。
为解昆仑关危局，今村均又急令第二十一联队长三木吉之助大佐率联队主力增援昆仑关，该联队于当晚分乘三十辆汽车沿邕宾路急进，但遭到第九十九军的拦截，只有一个大队冲进昆仑关。
次日上午，荣誉第一师左翼部队向六五三高地发起总攻，六五三高地为昆仑关东北之要点，可以瞰制整个昆仑关战场，国军官兵组织敢死队，身绑手榴弹发起决死冲锋，部分战士甚至直接冲入敌阵，与日本兵同归于尽，经过浴血拼杀，终于攻克这一制高点。
为协助昆仑关方面作战，邱清泉命新二十二师在五塘阻击增援昆仑关的日军部队，西路军在高峰隘方面发起攻势，东路军则在小董，钦县，大塘，蒲庙等日军后方重要地区频频出击，昆仑关方面的日军后方联络线被切断。
各分散据点及沿邕宾路增援昆仑关的日军后续部队遭到分割包围，整个第二十一联队已陷于极度孤立，但日军拼死固守，相当顽强，昆仑关包围圈逐渐收缩，但战至第三日，攻击仍未得手。
林一凡洞察局势，决定“以重点指向罗塘高地附近，继续对当面之敌攻击”，罗塘为昆仑关西侧高地，也是日军的一个主要支撑点。
荣誉第一师以第二团，三团，五团三个主力团及迫击炮营担任主攻，以连为单位，梯形配备，向罗塘高地两侧攻击，最终用大刀等简陋器械连破日军两道铁丝网防线，冲入日军阵地。当时日军已完全靠空投物资生存，快要弹尽粮绝。
第二十一联队联队长三木一面准备烧毁军旗，一面向第二十一旅团长中村正雄少将发电求援，哀叹“傍晚前旅团若来不到，第一线难以确保”，可日军援军已无从增援罗塘高地。
经过两天激战，荣誉第一师终于攻克罗塘，守备该地的日军第五中队几乎全灭，而担负主攻的第二团突击营也仅剩下数十人，可见战况之惨烈。
此时，日军精锐第五师团第二十一旅团主力均已投入昆仑关及邕宾路方面，陷入国军十余个师的围攻之中，有全军覆没的可能。
薛岳趁热打铁，命七十九军沿公路两侧，向界首附近高地攻击，界首高地位于昆仑关东侧，峭壁悬崖高耸，与罗塘高地成掎角之势，可东西俯瞰昆仑关。
与此同时，中国空军派出三架轻型轰炸机、一架驱逐机飞抵昆仑关上空，日军误认为是己方战机，铺置信号板示意，中国飞行员乘势俯冲扫射，投弹十八枚，全部命中目标，日军遭到重大伤亡。
国军集中重炮轰击，经过血腥的白刃肉搏，第七十九师终于重新占领了界首附近各据点，并顶住了日军的疯狂反扑，国军各部不顾伤亡，快速突进，先后攻占了南北同兴、界首村落及其东南各高地，最终攻克昆仑关，并全部收复昆仑关东西两侧高地，日军向九塘溃退。
第三十一军第一八八师开始围攻龙州，九十九军则在龙江以北策应，阻止日军增援，第一八八师于拂晓一度由西门突入城内，日军见势不妙，很快向后撤退。
桂南反攻战大获全胜之后，林一凡和薛岳，以及白崇禧等人立即召开了一场简短的军事会议，总结桂南反攻战的成果，并商议东进广州的作战计划。
全盘指挥战役，作为参谋总长的林一凡率先发言道：
“我军虽然已经成功收复了桂南，但桂北依然有日军部队虎视眈眈，这一战虽说大获全胜，但伤亡也不小，最重要的还是要稳住来之不易的战果，让弟兄们先在南宁休整一段时间，同时稳步推进反攻广州之事。“
“我军现在攻势正盛，广州的日军已经形成了孤立的局面，整体态势上非常利好，就该一鼓作气，速战速决，一举收复广州，稳住中国的大后方。”白崇禧当即提出不同的看法，颇有些争锋相对的意味。
这次的桂南反攻战中，白崇禧亲眼看到了林一凡非凡的军事指挥才能，这让他惊讶的同时，也让他嫉妒不已，由此看着林一凡就更不爽了。
“林总长和白长官虽然持有不同的想法，但都有各自的道理，现在确实是全所未有的大好局面，但咱们也不能太急于求成，弟兄们但是肉体凡胎，再怎么也得好好休整一下才能继续作战了。”薛岳适时插嘴道，表面上是在居中调停，但话里话外明显是偏向林一凡的。
白崇禧自然也看得出来，当即就绷起了一张脸，不说话了，其他将领们见状，也纷纷识趣地表示赞同林一凡的想法。.