十一集团军是由七十一、七十二、七十四军等中央军嫡系组成，整个集团军达到十二万人，其中七十一和七十二军的前身更是德械师，是精锐中的精锐，嫡系中的嫡系，七十四军的前身虽然没有那么荣耀，但抗战以来战功却丝毫不弱于那几个德械师。
在第二次津浦路作战后，部队进行了整体换装，整个集团军按照四十九集团军的装备进行换装和训练，战斗力更上一层。
按照陈诚总结的，对日军的歼灭战必须集结超过日军六倍的兵力才能实行，日军四十六师团总兵力却只有一万六千多人，十一集团军以近十倍的兵力围攻。
然后薛岳有些苦恼的是，在这个战场上日本空军占有绝对优势，为了解四十六师团之围，日本空军暂停了对武汉的轰炸，集中两百多架飞机，而中国空军主力派到河南战场，长江南岸只留下一个大队的飞机，而这几十架还要肩负保卫武汉领空的任务，仅仅只能派出极少数飞机投入到南浔线战场。
日军的空中优势给俞济时制造很大麻烦，重炮部队每次炮击都非常小心，每次炮击时间不能超过十分钟，然后就必须立刻转移阵地，这严重限制炮火支持。
缺少重炮还可以用轻型火炮支持，但来自天空的威胁不仅仅是这点，步兵进攻也往往遭到日军飞机的轰炸，为了避开日机的轰炸，中国军队的攻击往往选择在晚上，在夜色掩护下强攻日军阵地，逐步压缩日军阵地。
马回岭作战就是在这种情况下进行，中国军队依仗人多势众，强攻日军，地面日军在空中支持下步步抵抗，争取时间。南北两路日军拼死进攻，希望能给被围日军解围。
南昌城下撤出的日军一边派出来自十八军的干扰，一边并力向德安攻击前进，俞济时从围攻四十六师团的部队中抽调了两个师在德安以南构筑防线阻击日军。
整个南浔路从北到南都在激战，四十六师团伤亡惨重，在包围圈内苦苦支撑，空间不断被压缩，炮火快打到师团部，师团长松间连师团指挥部警卫部队都派到阵地上了，日本空军第一次执行了战场空投，为四十六师团补充弹药。
战斗日趋激烈，四十六师团数次突围都被俞济时打回去了，七十四军突破莲塘，将四十六师团割裂成两块，七十一军随后攻克曾家垄，割裂石信联队与师团部的联系。
四十六师团即将崩溃时，日军第三舰队运载藤本部队在德安东北的桥下渡口登陆，藤本部队是临时组建的部队，多田骏鉴于南浔线战事不利，从江南各地抽调的部队组建的，总兵力达到七千人，由藤本菊志少将率领，在战役最关键的时候交给冈村宁次，冈村宁次没有把他投入到北线，而是以奇兵方式出现在德安东北。
冈村宁次这手出乎薛岳和俞济时的意料，而这一带防御力量十分薄弱，藤本迅速占领温泉镇，随后又击溃当地保安团，占领隘口镇。
俞济时接到报告后，开始并没有在意，只派了一个旅进行反击，这个旅的反击很快失败，被迫采取守势，俞济时这才发现自己判断错误，连忙抽调五十一师前去阻击，可这是已经来不及了，藤本部队以迅猛的动作占领桃源崖，距离四十六师团只剩下短短五里地，中间只隔着一座细屋山，只剩下一个五十一师横在中间。
在北线，冈村宁次冒险从瑞昌前线抽调六十九师团，置瑞昌于不顾，利用十一军与七十二军之间二十里宽的空隙，从侧后发动袭击，击溃十一军十六师五十旅。
战场形势陡然转变，俞济时再度抽调八十八师进行反击，包围圈内的四十六师团残部趁机发起突围，经过一天一夜的激战终于与六十九师团汇合。
虽然日军冲出包围圈，但四十六师团元气大伤，全师团只剩下三千多人，而且大半带伤。薛岳对未能全歼四十六师团感到非常愤怒，要求俞济时立刻追击，将来增援的六十九师团一块歼灭。
但陈诚制止了他的冲动，十一集团军虽然歼敌一万多人，自身的损失也不小，特别是弹药也出现一定程度的短缺，另外如果继续进攻，就会陷入北上和西进日军的夹击中。
十一集团军随后撤离南浔线，日军没有追击，三路日军汇合后放弃德安，向瑞昌疾驰。六十九师团被调走后，杨森对瑞昌发动了凶猛进攻，两度冲进瑞昌城内，虽然最终被打出去了，但日军损失惨重，瑞昌城岌岌可危，冈村宁次急调援军星夜赴援。
冈村宁次是个中国通，现在的中国军队与他认识的中国军队有很大不同，原来的中国军队抽大烟成风，军官贪腐成风，毫无作战意志，可面前这支中国军队的战斗意志顽强，装备精良，他们甚至敢于主动向皇军挑战，这让他有些惊讶，原以为中国军队的精锐都在五战区，没想到九战区的部队也这样。
南浔线作战的失败让冈村宁次认识到仅凭目前的兵力无法实现切断粤汉铁路，完成大迂回作战，在稳定瑞昌之后，冈村宁次决定全线转入防守，专注长江北岸作战。
南浔线大捷让蒋介石看到守住武汉的希望，也让他下决心将第五集团军划归五战区，在信阳与日军决战。
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