城外激战正酣，然而，潢川城南一直风平浪静，张自忠的军部就驻扎在城南。

午后，一队日军骑兵出现了，他们向城南发起了突然袭击。当时，张自忠身边只有一个营，就是军部警卫营。

突遇强敌，情况危急，日军骑兵就在眼前几十米的地方来回奔突，身边的参谋劝张自忠赶快躲避，张自忠毫不畏惧，拔出手枪，带着警卫营阻击日军骑兵。黄昏时分，日军骑兵终于被打退。

第11天，日军依靠重炮和坦克攻陷了潢川西面的阵地，59军所有将士退入了潢川城中。

日军集中所有大炮，炮口对准潢川城，炮弹雨点般落在城中。城中所有的房屋都已倒塌，城墙也被轰开了一处缺口。接着，日军站在上风口，向潢川城里施放毒气，毒气浓度比前几天加重了几倍，坚守潢川城的59军将士伤亡惨重，连180师师长刘振三也两次昏迷。张自忠紧急传令下去，让大家把毛巾浸上肥皂水，捂在口鼻上，以挡毒气。

毒气过后，日军又发动了攻击，大队日军从城墙缺口处蜂拥而人，张自忠挥舞手枪，冲上大街，冒着枪林弹雨，冲向城墙缺口。军长如此神勇，战士们岂能怕死？潢川城里，凡是能动的将士，都拿起刀枪，呼喊着迎向日军。手榴弹爆炸声震耳欲聋，喊杀声撕心裂肺，刺刀和大刀在阳光下如雪片般飞舞，战争进入了最惨烈的白刃战。

日军仗着人多，还在不断拥入城里，战士们虽奋力拼杀，然而难以抵挡，形势万分危急。

张自忠观察了形势，立即组织起一支敢死队，贴着城墙摸到了缺口处，突然发起攻击，将日军截为两段。然后，敢死队像楔子一样死死地楔人了缺口，而冲入城里的日军，则一个个被中国军队斩杀，一个不留。

第12天，日军将潢川县城团团包围，第十师团决定全歼59军。

午夜，59军坚守潢川12天的任务完成了，孙连仲下令撤退。

然而，四面城门都被日军围困，如何撤退？

独立旅旅长安克敏命令战士们用大刀挖掘城墙，那时候，北方小城的的城墙都是夯土垒成，一刀下去，就剜出了一大片。

天亮后，日军重炮猛轰县城，然后奋勇冲进城中，却发现，潢川城里满目焦土，已成废墟，59军早就无影无踪。

潢川保卫战结束后一个月，武汉会战结束了。

潢川保卫战结束后两个月，南岳会议召开了。

南岳会议上，蒋介石总结了第一阶段抗战的得失，确定了第二阶段抗战的方针，这就是：连续发动有限度之攻势与反击，以牵制消耗敌人，策应敌后之游击战；加强敌后方之控制与袭扰，化敌后方为前方，迫敌局促于点线，阻止其全面统治与物资掠夺，粉碎其以华制华、以战养战之企图；同时抽调部队，轮流整训，强化战力，准备总反攻。