尽管守军的防备十分严密，日军投入的大量兵力，仍然使战局十分危险。部署在长江南岸的李玉堂军和霍揆彰军，没能以有效的炮火拦住日军的舰艇，第六师团得到海军陆战队的配合，如虎添翼。日军凶猛地溯江而上，猛攻田家镇要塞。在日军的主攻方向，即田家镇北面的长丘陵和松山阵地，战斗最为激烈，充满了血腥。
日军在镇北投入了稻叶师团主力，以及东久迩宫第二军的第三师团一部，总兵力超过了一万五千人。守军在数量上明显处在下风，只有李延年第二军第九师的八千多人。第二军还有一个第五十七师是战斗力较强的部队，但这个师部署在要塞核心，无法帮助第九师作战。因此，李延年只能依靠地利来跟日军硬拼。
武汉军委会看到了李延年力量的不足，突然做出一个正确的决定，将田家镇要塞划归第五战区。田家镇要塞在江北，江南的第九战区派部队增援，必须越过长江，而长江中有日军舰艇控制，自然十分困难。江北的第五战区，有一个李品仙兵团，就在田家镇西北山地，要增援田家镇要塞，没有多大困难，而且能从侧面打击日军，牵制日军的有生力量。
军委会在9月17日做出的这个决定，立即增强了李延年的力量，美中不足的是他的官位还不够高，不能对第四兵团发号施令，只能请求友军的援助。尽管这样，第四兵团还是尽可能地发动了攻势。日军进攻部队遇到了顽强的阻击，很快就感觉到田家镇是一块难啃的骨头。