返回原駐地。其他部隊撤回後，第3師團留一部兵力佔領隨縣，主力返回原駐地。此外，還令第3飛行團（2個偵察機中隊，1個戰鬥機戰隊，2個輕轟炸機戰隊）協同地面部隊作戰。這一計劃的中心思想是以第3師團在右、騎兵第4旅團在左，以迂迴行動對棗陽地區實施包圍，爾後以第13、第16師團北進，以圍殲中國軍隊的第31集團軍。

4月26日，岡村寧次命令第3師團於5月1日開始進攻，其他師團於5月2日前作好攻擊前的準備。

4月，第五戰區根據軍事委員會發動“4月攻勢”的命令，正向隨縣以南安陸、應城、天門及平漢路南段的信陽、廣水、花園等地發動攻勢時，偵知日軍調動頻繁，在應山、安陸附近集結較大兵力，有向戰區腹地發動進攻的跡象，乃於4月25日下令停止“4月攻勢”，調整部署，作抗擊日軍進攻的準備，並將敵軍集結情況向軍事委員會作了報告，同時制訂出新的作戰計劃。作戰方針是：“戰區決以長久保持桐柏、大洪兩山地帶，以攻為守，予敵以打擊。”兵力部署的基本精神是：以一部兵力防守襄河，以主力配置於襄（陽）花（園）公路方面，伺機反攻；另以一部兵力配合遊擊部隊攻擾平漢路。同時，請求軍事委員會令第一戰區的第2集團軍南移桐柏、唐河，以鞏固兩戰區的結合部，並保障第五戰區側背的安全。

4月28日，軍委會分別致電第五戰區李司令長官和第一戰區衛司令長官，指出敵人向第五戰區增加兩個師團，“無論其為防為攻，我軍應仍按預定計劃進行。正面各部隊更應利用氣候、地形與民眾等有利條件，分路出擊，只要應用無孔不入之要領，繼續不斷予以打擊，以粉碎其進攻之企圖。”軍事委員會要求第一、第五兩戰區確切協同，保持桐柏、大洪兩山。軍事委員會批准了李長官的作戰計劃，並同意將第2集團軍南調。

4月30日，李長關向所屬各部下達了作戰命令。命令的中心思想是以主力左、右兩集團軍配置於大洪山、桐柏山之間襄河以東地區，先以守勢阻止敵人，相機轉入反攻，以求長期保持襄河東岸地區；戰區兩翼部隊則應主動向敵之側背出擊，牽制敵人，策應主力作戰，粉碎敵之進攻。命令發出後各部隊正在調整部署、進行準備，第2集團軍尚在兼程南下途中，但日軍於5月1日便開始了進攻。

經過20余天的艱苦戰鬥，日軍因連續作戰，部隊疲憊，兵力分散，傷亡消耗較大（日軍統計為2450人），未能達到捕捉第五戰區左集團軍主力的目的，在中國軍隊的反擊下，被迫於5月13日、14日開始後撤。第五戰區利用有利態勢，尾隨追擊和側後阻擊，給日軍以重創。其中堅持大洪山遊擊活動的第39軍，於16日至19日在大洪山北側的長崗店一線佔領有利陣地，苦戰4天，截殲嚮應山、安陸撤退的日軍第3師團、第13師團各一部。至5月22日，第五戰區先後收復唐河、棗陽、桐柏，逼近隨縣。24日，日軍除佔領隨縣縣城外，其餘均退回原駐防地區，恢復會戰前態勢。第五戰區各部隊轉入休整。

這一次的隨棗會戰，日軍損兵折將，卻沒有達到預期的戰役目的，被迫草草收場。而第五戰區部隊，為了頂住敵人的進攻，也付出了很大的傷亡代價。雙方在這一次會戰裡，可以說打了一個兩敗俱傷，誰都不是贏家。

隨棗會戰的結果，使得日軍想要捕捉殲滅第五戰區主力部隊，從而從東面開啟直接威脅陪都重慶的道路的企圖暫時破滅了。在北面第五戰區的面前碰了一鼻子灰的日本人，又一次把他們的目光轉到了武漢南面的中國軍隊第九戰區的作戰區域。

武漢會戰後，日軍前鋒直抵岳陽，湖南成為遏制日軍、屏障西南大後方的前哨地帶；而且湖南向為中國中南部的魚米之鄉，又是堅持持久抗戰仰賴的產糧基地和原料基地，其得失關係巨大。國民政府軍事委員會在贛北、鄂南和湖南設立第九戰區。該戰區位於洞庭湖與鄱陽湖之間，北隔長江，與第五戰區相望；東到鄱陽湖西岸，與第三戰區相鄰；南至兩廣，與第四戰區毗連。1939年8月，第九戰區沿洞庭湖北岸、新牆河、鄂省通城，直至贛北的武寧、修水，永修，吳城一線約300公里的正面上，與日軍形成對峙。軍事委員會賦予第九戰區的任務是保衛湘、贛，尤要確保長沙附近要域，以湘北、贛北為持久作戰地區，尤以湘北為主。

第九戰區的戰鬥序列內共有7個集團軍20個軍47個師。其第一線配置32個師，由西向東的大概位置是：第20集團軍6個師，守備長江右岸及洞庭湖北岸；第15集團軍8個師，守備新牆河南岸至