当时最精锐的军队调去反攻滇西，而在广西与15万日军作战的军队，无论哪一方面相比，都处于下风。
按照作战要求，参加桂柳会战的正面战场军队编制有11个军，听起来好像人数很多，但是仔细算起来，我们就会知道这是一支残缺不全的军队：
第十军刚刚参加完衡阳保卫战，只是一个空番号而已；第九十七军是在战争即将结束，胜负已定的时候，才匆匆忙忙赶往会战战场的；另外，三十七军1 700人，简直就是一个团的人数；二十军、二十六军、六十二军，每个军都是从长衡会战中撤退下来的，每个军仅剩3 000人；六十四军只有4 000人，只及半个师的人数；七十九军6 000人，勉强算得上一个加强团；桂军四十六军刚刚从衡阳保卫战的外围战斗中撤下来，伤亡也不小，仅剩10 000人；剩下的两个军还算齐整，中央军的九十三军有13 000人，桂军的三十一军有17 000人。现在算算，参加桂柳会战的中国军队有多少人？6万人。而参加桂柳会战的日军有多少人？15万人。
再看看装备，日军占领了广大的东部沿海地区，日军的各种武器可以源源不断地从本土运往中国；而且，日本占领东北后，还依托东北的重工业基地，大力发展军工，制造武器。而中国，与外界联结的唯一一条生命线滇缅公路已经被封锁两年，仅有的美国物资依靠驼峰航线，而依靠美国飞机运来的极为有限的战略物资，又优先分配给中央军，像桂系这样的杂牌军，当时还是手持老套筒和汉阳造上战场。在装备方面，中国军队更不能和日军比。
装备处于劣势，人数处于劣势，就是在这样极端不利的条件下，桂柳会战开始了。
后来，白崇禧在他的口述中，是这样写桂柳会战的：
湘桂路方面之敌第十一军，拟向广西全县进攻，我第九十三军原奉命于全州要隘屯粮储弹，阻止敌人，不意九十三军与敌一接触后，未经激战，即放弃黄沙河，粮弹亦全部丢弃。敌占全州后，即沿桂黔路进迫桂林，另一部由龙虎关经灌阳直趋桂林，时我一三一师、一七○师担任守城，敌以五师团兵力，先将桂林外围阵地击破，于三十三年十一月四日占领桂林城南外围阵地，遂即以炮轰城，并使用燃烧弹将城内房屋大部焚毁，因桂林木屋居多，致到处酿成大火。至十一月七日，敌由定桂门、中正桥、马龙洲强渡漓江，攻入桂林城，发生激烈巷战。至十一月十一日，守城军奉命突围，桂林城遂陷敌手。此役一三一师长阚维雍于风洞山指挥所为敌包围，因恐被俘受辱，遂以手枪自戕，壮烈殉国。防守司令部参谋长陈济桓因负伤不能行动，也举枪自戕，另三十一军参谋长吕旃蒙，一七○师副师长胡厚基亦皆阵亡，其余守城官兵亦伤亡大半。
敌攻占桂林后，经永福、中渡、黄冕、雒容进攻柳州，并占领之。后经宜山、河池，进占贵州之独山，旋自动撤退，仍回桂境。雷州之敌经于十一月下旬攻占南宁，西出龙州，北攻迁江，企图打通桂越路交通，敌我伤亡很重，呈对峙状态，会战告终。
白崇禧口述中提到的九十三军，尽管人数13 000人，是所有桂柳会战中参战人数最多的，但是畏敌如虎，不战而退。九十三军防守全州，重点担任桂林屏障黄沙河天堑的防卫。
九十三军是当时桂柳会战中装备最好的部队。
可是九十三军在兵力配置上有问题，当时，黄沙河阵地应该派遣重兵布防，但是军长陈牧农只布防了一个团。这么关键的阵地，却只放一个团防守，桂柳会战从一开始，就出现了错误。
当时，蒋介石有三个死守：要求陈牧农第九十三军“死守全州三个月”，要求桂系第十六集团军中将副总司令韦云淞“死守桂林三个月”，张发奎率粤军“死守柳州三个月”。梯次防守，消耗日军有生力量，九个月后，远征军就会从滇西抽出身来，回身反击，将日军击垮。蒋介石的命令颁布后，陈牧农手拍胸脯，信誓旦旦地说，他誓死固守全州。
然而，陈牧农是语言的巨人，行动的矮子。
9月11日，日军十三师团一○四联队进攻全州最北端的黄沙河附近，驻防黄沙河的一名营长被日军便衣打伤。日军便衣进入全州的消息，让全州人心惶惶。驻守黄沙河的整团人以请示军部补发军饷为借口，弃守黄沙河，逃往全州。
第二天，日军一○四联队便衣队潜入全州，五十八师团也兵临全州城外。陈牧农惊慌失措，率领部队逃亡桂林。
全州是国民政府的西南补给点，这里囤积着几千发炮弹和150万发子弹，还有第五军储存在仓库里的战略物资。本来，九十三军依靠这些弹药完全可以进行一番抵挡，为后面部队的布防赢得时间，可是，陈牧农畏敌如虎，九十三军未经战阵，刚与日军接触，就丢盔撂甲，望风披靡，致使日军长驱直入，桂林完全暴露在了日军的炮口前。
9月14日凌晨1时，日军冲入全州。
九十三军隶属张发奎指挥，张发奎闻听九十三军不战自溃，将全州拱手让给日军，异常震怒。他提请蒋介石对陈牧农军法从事。蒋介石同意枪毙临阵脱逃的陈牧农，以正军纪。随后，陈牧农被押到了桂林，执行枪决。
陈牧农被枪毙后，九十三军奉命镇守大小溶江。据当地人介绍说，九十三军在这里打得非常顽强，师长和团长都亲临第一线，阵地多次被日军攻占，又被夺回。步兵、炮兵的协同作战也非常好，而且，炮火覆盖了日军阵地后，步兵就发起冲锋，屡屡奏效。
没有了陈牧农，九十三军像换了一支军队一样。只有懦弱无能的将军，没有懦弱无能的士兵。
在九十三军与日军激战的同时，附近的民团也出动了，他们有的抬着土炮，拿着土枪，有的扛着大刀长矛，甚至还有的拿着锄头和铁叉来参战。当时，大小溶江一带杀声震天，日以继夜。
然而，依靠九十三军和民团有限的兵力无法阻挡十余万日军的攻击。日军还是突破了大小溶江的防线，民团和九十三军伤亡惨重。
日军浩浩荡荡地杀奔桂林。
关于桂林如何防守，由谁来防守，据说高层一直争论不休。
当初，蒋介石任命白崇禧为桂柳会战司令长官，说明蒋介石对桂柳会战非常重视。白崇禧上任伊始，就排兵布阵，激励将士，并发布了《告广西民众书》，要求全省男子一律投效正规军或加入游击队，对日军侵略作最后的抵抗。
桂林城市的工事图，由白崇禧亲自审定，工兵围绕着桂林城挖掘了一个大圆，并修筑了坚固的工事，这些工事可以配置两个军的兵力。除此而外，白崇禧还利用桂林城里山峰上遍布的岩石洞穴，设置了天然堡垒群，日军每进攻一座山峰，都要付出惨重代价。而七星岩，更是建造成了一个坚固的火力据点，既可以独立阻击敌人，还能够与城里的火力相互配合。而在每个火力点上，弹药粮食储藏足够半年之用。当时，很多人将桂林称为“东方的凡尔登”。
白崇禧想在桂林大打一场，将一路南下的日军击退。
当时，杂牌桂军中很多人的装备还是草鞋加老套筒，美国副总统华莱士视察桂林防线的时候，看到桂军武器如此低劣，就将一些美式装备调拨给桂军，包括火炮、重型机枪和火焰喷射器。然而，从来没有见过这些洋玩意的桂军看着这些钢蓝色的新式武器，一筹莫展。后来，三十一军副军长冯璜回忆说，最新的美式武器到了桂军手中，作用没有发挥出来，因为战士们还没有熟悉，日军就已经逼近了桂林。
一些资料显示，白崇禧当初的打算是，顽强善战的桂军三十一军和四十六军坚守桂林，九十三军也协助防守桂林，将日军吸引到桂林外围，与日军鏖战。与此同时，薛岳从湖南进入桂林外围，然后，内外夹击，日军可破。
按说，小诸葛白崇禧的这种战法不失为一种好战法。在兵力有限的情况下，收缩兵力，固守待援。这种方法要好过节节防守，依次抵御的战法。
然而，白崇禧的作战方案提交到军政部的时候，没有得到同意，于是九十三军依旧防守全州。桂林城里仅剩下三十一军和四十六军。
倒霉的事情还在继续。
薛岳的军队没有按时从湖南赶来。白崇禧便将三十一军两个师和四十六军两个师带到了桂林外围，准备“依城野战”。
这样，防守桂林的只剩下了三十一军一三一师、四十六军一七○师。一三一师都是桂军老兵，师长阚维雍，战斗力异常强悍；而一七○师则是一个新兵师，还没有经过战争磨练，师长许高阳。在战场上，老兵和新兵的战斗力，那是不可同日而语的。
除此而外，守城的部队还有三十一军炮兵营，有12门火炮。抗战老兵桂调元说，当时，广西桂军成立了两个炮兵营，一个给了三十一军，一个给了四十六军，“我们的炮叫德国造苏罗通战车防御炮”。
“黑豆将军”认为凭借这点兵力防守桂林，几乎是不可能完成的任务，他要求白崇禧增添兵力，结果，白崇禧再给守军增加了七十九军一个加强团。这样守军达到了25 000人。
而他们面对的，则是武装到牙齿的10余万日军。
当时，蒋介石为什么不同意九十三军和桂军一起防守桂林，薛岳为什么没有按时出现在桂林外围增援白崇禧，白崇禧为什么将桂军的两个精锐师带离桂林，时至今日，众说纷纭，莫衷一是。有说法认为，当时日军即将战败，无论是蒋介石、白崇禧，还是薛岳，都在保存实力。
高层不但想保存实力，而且没有一个统一的作战部署。当时，桂林防御计划一变再变，为什么会这样？也许只有制定计划的当事人才能说清楚。然而，这些人现在都已作古。
桂林保卫战，前方将士殊死作战，而高层却无动于衷。