令第10集團軍王總司令指揮第86軍莫軍長、第49軍王軍長、第74軍王軍長擔任衢州及其以南地區的作戰，指揮所位於後溪街。
令第32集團軍上官總司令指揮第25軍、第26軍擔任衢州以北地區的作戰，指揮所位於常山。
其作戰方針是：
以1個軍固守衢州，誘敵膠着於衢州外圍，爾後以4個軍實施南北夾擊，包圍鬼子而殲滅之。
以上5個軍，5月底以前均已先後到達了預定的地區，進行戰備。
1942年5月30日，鬼子第13軍偵知第三戰區在衢州附近集結兵力，判斷第三戰區軍“企圖進行頑強抵抗”，於是設想“將第15師團轉移到衢江南岸地區，保持重點於左翼，由衢州兩側地區突破並分割敵陣地，一舉殲敵於戰場”。
同時“將小菌江旅團對麗水方面的作戰推遲到衢州進攻戰以後再開始，而將該旅團調至龍遊附近防備北方的第26軍及南方號稱精銳部隊的第74軍的側擊”。
據此設想，第13軍於1942年5月30日在金華指揮所下達了甲字第103號作戰命令。
1942年6月1日，鬼子各部隊均已到達規定的進攻出發地位，第13軍戰鬥指揮所也由金華推進至龍遊。
1942年6月2日，第13軍令小江旅團派出1個支隊，進至靈山鎮附近，對南方警戒，掩護軍的左翼側。
令第70師團以一部兵力擔任龍遊警備，並確保至金華的後方交通線。
與此同時，其他第一線各部隊均派出一部兵力驅逐守軍的警戒部隊及攻擊守軍的前進陣地。
至當日晚，相繼進至守軍主陣地帶前沿陣地之前。
1942年6月3日拂曉，鬼子第32師團、第116師團在衢江以北，河野旅團、第15師團、第22師團在衢江以南對衢州發起全線攻擊。
當時負責衢州城郊防守的第86軍兵力部署爲：
第67師附第16師的第46團主力及1個獨立炮兵團，防守衢州城東南樟樹潭、西伯隴及飛機場等處據點羣陣地。
第16師（欠第64團）附1個山炮營，防守衢州城西北茂塢、九里山一帶據點羣陣地。
第16師第46團第2營防守衢州城核心陣地。
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第86軍軍部及直屬隊位於衢州城內南部。
衢江以南守軍第一線的第58師、第40師及第67師分別與日軍第22師團、第15師團及河野旅團激戰終日，第58師撤至黃壇口一帶，第40師及第67師先後撤至烏溪江西岸防守。
至傍晚時，鬼子各部隊均進至烏溪江東岸，其第15師團一部突進至烏溪江西岸，迫使第40師再退至棠埭塢。
衢江以北守軍第16師茂塢、孔家山等處陣地全被鬼子第32師團攻佔，部隊大部潰散及傷亡，師長曹振鐸率殘部退入城中與其第64團會合。
鬼子第32師團一部進抵距衢州城北門僅2公里、衢江北岸龔家埠一帶。
其主力繼續進攻石樑市附近陣地。
守軍第105師退至西鎮。
負責固守衢州城郊的第86軍軍長莫與碩見形勢嚴峻，竟以收容第16師潰散部隊爲藉口擅離職守，出城向江山方向逃去，軍直屬部隊亦大多隨之離去。
衢州防守戰鬥由副軍長陳某某接替指揮。
第三戰區認爲衢州主力戰鬥已經開始、決戰時機成熟，於當日晚下令各部轉移攻勢。
鬼子第11軍爲策應第13軍在浙江的作戰，於5月31日夜從南昌附近渡過撫河，向第三戰區西部第100軍防線發動進攻。
1942年6月3日，當鬼子第13軍開始對衢州發動總攻時，第11軍佔領了進賢，並逼近臨川。
軍事委員會決定改變原來的作戰計劃，於4日電令第三戰區“避免在衢州決戰”，第三戰區遵令部署。
由於3日夜降大雨，江水暴漲，至4日晨，衢江以南日軍，除第15師團徒步部隊已徒涉至烏溪江西岸外，其餘部隊全被阻於東岸。
4日晚，第22師團一部徒步部隊亦進至西岸。
河野旅團少數步兵曾在鐵路橋（已炸燬）處以橡皮舟潛渡烏溪江，但在守軍第67師阻擊、反擊下，已渡者全被殲滅。
衢江以北鬼子，第32師團於傍晚進至東鎮（衢州西南9公里）附近，一部渡至常山港南岸，切斷了衢州至常山的聯絡線。
第116師團進至衢江北岸附近。
守軍各軍根據第三戰區的命令，均在進行反擊的準備。
第74軍一部在向北推進途中與南下的鬼子第15師團主力遭遇，發生激戰。
由於接到“避免決戰”的命令，第74軍主動撤至黃壇口以南山地防守。
第40師在日軍第15師團一部攻擊下，退至江山港北岸，改歸第49軍指揮；第105師與日軍第32師團激戰後，撤至常山港南岸招賢附近防守。
1942年6月5日，鬼子第15師團在航空兵掩護下，集中兵力猛攻衢州南郊陣地，激戰至午後，突破六馬橋陣地，守軍第67師退守衢州南關。
鬼子第22師團一個聯隊渡過烏溪江，於傍晚進至江山港南岸，其主力仍在陸續渡江中。
鬼子第32師團當日攻佔西鎮，進至常山港以南地區。
此時，衢州城已處於四面包圍之中。
當日下午，澤田茂得到情報：
後溪街附近有華夏國軍隊有力部隊集結。
爲支援及保障第15師團攻破衢州，令第15師團攻佔衢州城，令第32師團和第22師團分別向後溪街和江山方向進攻。
1942年6月6日又下大雨，雙方冒雨激戰。
鬼子河野旅團於拂曉後通過剛剛修好的臨時鐵路橋，進至烏溪江以西，立即向衢州城西及城北門逼進。
第15師團主力從鐵路附近猛攻南門及南城牆，其一部兵力與河野旅團一部於8時許攻佔衢州飛機場及航空學校。
第三戰區根據當時敵情及軍事委員會指示精神，對6月4日下達的“避免在衢州決戰”的命令又下達了部隊轉移的補充指示。
衢州城外各軍接到戰區指示後交互掩護，逐漸脫離接觸，向指定的位置轉移。
城內守軍因通信器材已全被鬼子的飛機、大炮所擊毀，與戰區及集團軍均失去聯繫，仍依託城防工事繼續苦戰。
……