城內更有大量的碉堡。這些工事都以地道聯絡起來，形成了較為堅固的防禦陣地。

城內守軍共約一萬四千人，其具體部署是：第15軍的第64師守西工區；第65師守邙嶺區；第十四軍的第94師守備城防區。這幾支部隊雖然都是雜牌，但是也換裝了法式裝備。中**隊以15軍守城就是希望能在洛陽堅守。但日軍也發動了前所未有地猛攻。

5月9日，龍門方面日軍步騎兵共二千餘人，在戰車百餘輛的配合下，沿公路向北進犯。另一股二千餘人猛攻七里河。十日，洛陽城防警戒線被突破。次日，敵步兵千餘名，在四十輛戰車配合下分向西工區及南關撲來。

攻佔七里河之敵，也趕來會同攻擊西工。激戰至13日。車站一帶的守軍也開始同日軍交火。日軍坦克部隊一部，於中午曾從西南角突入城內，守軍與之展開激烈的巷戰。逐屋展開爭奪。次日，終將這股日軍打出城外。

一戰區兩大主力還真地象劉家輝早先預料到的一樣，各自為戰，互不支援。換裝了美械或半美械的幾個軍被日軍集中兵力各個擊破。//大量裝備被日軍繳獲。

至於那位上任以後，將妓院當成自己辦公場所，除了花天酒地之外，就惦記著如何大撈一筆的一戰區司令長官早在5月6日就將自己的長官部遷往新安。後又於10日夜驚慌失措的帶領幕僚和參謀人員，從新安向西南方向一路撤退，一直撤至伏牛山區才鬆了一口氣。任下屬的幾個集團軍喊破嗓子也不敢回話。

他這一率先逃離，集中與洛陽附近的各軍群龍無首。不要說作戰命令了。就是撤退地命令也沒有，更不要說有一個好的撤退計劃。無奈之下。失去指揮的各部隊只能混亂地跟著西撤。

這位一戰區司令長官丟掉了部隊，但是在任幾年收颳了上百輛卡車的財物卻沒有忘記丟掉。為了將自己苦心搜刮來的財物全部攜帶走，這個傢伙將洛陽的所有公私車輛全部徵用，就連集中在洛陽還沒有來得及下發的26門剛剛運到的美式戰防炮都以增強洛陽防務為名，丟在了洛陽。

5月17日，張恩華指揮的28集團軍先遣隊抵達葉縣的的當天，便在大營一線與襄城南下，追擊潰軍的日軍展開激戰。經過一晝夜地激戰，擊潰日軍27師團地一個聯隊，將正在向西潰退的一戰區地兩個軍掩護下來。

5月18日，劉家輝為了解救形勢危急的洛陽，命令張恩華立即西進，收復魯山，迂迴進攻洛陽之南路日軍之側翼。

19日晚張恩華指揮新77師在經過一天一夜的強行軍之後，由葉縣抵達魯山，並未做任何休息，便在師屬炮兵團的掩護下，以189團擔任主攻，展開攻擊。經過一夜激戰，全殲魯山守軍一個大隊，將日軍南線撕裂開一個大口子。同時保障了劉家輝在下一步行動中的側翼安全。

在張恩華收復魯山之後，劉家輝於5月20日率領四個師繞過魯山，不待許洪亮、關健指揮的後續三個師及直屬部隊抵達，便在騎兵旅的配合下，直插南線進攻洛陽之日軍側翼重地臨汝。與22日突破小股日軍的阻擊。收復臨汝，將正在向洛陽進攻地日軍一切兩段。

劉家輝所部收復臨汝，將正在向洛陽進攻的日軍一切兩段的所帶來的喜悅，只是讓被一戰區連連敗績弄的焦頭爛額的軍委會的精神一震。但是卻被隨之而來的一戰區36集團軍總司令陣亡地不幸訊息給衝散了。

5月22日就在劉家輝收復臨汝的當天，在西撤各部在日軍的追擊之下已經陷入混亂的情況之下，這位只有一個軍建制，且裝備殘破的川軍第36集團軍總司令，主動提出帶領36集團軍為全軍斷後的李上將。在陝縣秦家坡與日軍騎兵激戰中身中數彈當場陣亡。

李上將的陣亡是中國自從全面抗戰以來，繼棗宜會戰陣亡的33集團軍總司令張將軍之後，第二個陣亡的集團軍司令。李上將的陣亡，讓潰軍本已經低落地士氣，更加低落。

日軍12軍司令官在得知28集團軍抵達臨汝的訊息之後，立即從圍攻洛陽的部隊中抽調已經佔領汝陽、嵩縣正向北攻擊前進的37師團，已經佔領洛寧之戰車師團之第6戰車旅團、機動步兵第三聯隊、機動炮兵第三聯隊，以及已經抵達洛陽外圍正向洛陽發起猛攻地110師團，分別從北、西、西南三個方向向劉家輝指揮的四個師撲來。

戰車第三師團和第110師團的南下，極大的緩解了洛陽守軍的壓力。在面對著只剩一個6師團的日軍攻城部隊。擔任洛陽防務的15軍這支河南本土，由豫軍改編過來的部隊，儘管裝備因為不是嫡系，而沒有換裝美械裝備。