十二月二十日北线日军开始行动，上一次战败的主角矶谷廉介首先发起进攻，第十师团上下对上次战败充满复仇情绪，西尾寿造的命令一下，矶谷廉介就率部向当面的第二集团军发起进攻。
养精蓄锐已久的第十师团如出笼的猛虎，在鸡冠山青崖寨与四十二军冯治安部，天台山骆驼嘴与三十军田镇南部展开激战。四十二军实际兵力只有一师一旅（黄樵松二十七师和吴鹏举四十四旅），总兵力不过一万六千人，面对疯狂的第十师团，苦战三个小时后，支撑不住，鸡冠山失守，矶谷廉介立刻分兵抄袭清崖寨侧后，冯治安随即下令放弃清崖寨，后撤五老神和佛爷顶，重新建立防线。随即三十军田镇南也放弃骆驼嘴，后撤到五老神佛爷顶。矶谷廉介攻击得手，大为兴奋，挥兵继续进攻。
第十师团发起进攻后不久，负责右翼进攻的十四师团和二十一师团也向第三集团军发起进攻，第三集团军兵力雄厚，是第二集团军的一倍多，韩复榘部又一向是原冯玉祥西北军的精锐主力，所部向以顽强著称，而孙桐萱曹福林又极欲洗刷耻辱，督率各部奋勇作战，与日军展开激战，双方激战整天，日军毫无寸进。
孙连仲见自己的第二集团军战情不利，心里有些发急，严令部队不许撤退，擅自放弃阵地者杀，随后将失守鸡冠山的团长枪毙，三军屏吸，人人死战。
北线作战开始后，南线日军也开始行动。畑俊六任命的前敌总指挥羽田原之助将指挥部就设在蚌埠。
南线日军首先展开行动的是在侧翼，第三师团在右，一零六师团在左，两个师团出明光池河，从两路合围定远，廖磊按照预定部署，在定远外围山地与日军大战一天，随后放弃定远向长丰撤退，九十二师李仙州也率部退到长丰以南的朱巷；日军乘胜追击；廖磊不战，继续西撤，撤向东北的淮南，九十二军却向西南撤退，与驻守合肥的安徽保安四旅会合。
廖磊的打法让日军很不适应，羽田有种重拳打在棉花上的感觉，软绵绵的，不着力，他拿不定主意是否该继续向西进攻，就在他犹豫不决时，驻防苏北的七十五军突然出现在天长，随即越过半塔向滁州西面的来安发起进攻。
七十五军是苏北部队，防备日军在海州登陆的，可日军似乎对此没有兴趣，一直没采取，甚至对苏北都没兴趣，李品仙向庄继华要八十三军和七十五军的指挥权，然后将他们部署在高邮宝应，淮南战事一起，就命令他们悄悄收集船舶，在日军主力西进后，突然将七十五军出现在亮邮湖西岸，随即攻克天长，打了日军个措手不及。
羽田当然不能坐视韩德勤对津浦线的威胁，迅速从一零六师团中抽调柳河111旅团回防滁州，畑俊六又从南京守备队中抽调一个大队增援，由柳河指挥向七十五军发起反击。周喦却没有象西线那样后撤，而是与日军在来安一线展开激战。
攻克长丰的第三师团决定继续进攻，廖磊放弃淮南后撤寿县，藤田进不甘心有意掉头向北，进攻凤台，可他不敢轻视南面的二十一集团军，盘桓再三，藤田进决定继续进攻，这次廖磊不再退了，他在寿县与追来的藤田进展开激战，九十二军则在合肥以北与一零六师团形成对峙。
日军攻克定远之后，蚌埠正面战斗也拉开帷幕，第六师团和十八师团在谷寿夫指挥下向怀远发起进攻，同时羽田亲自督战，九师团和十三师团开始强渡涡河。
至此，热身运动结束，真正的激战就此开始。
涡河以北火光冲天，爆炸成片响起，数百条各式船只向对岸蜂拥而去，船上的日军士兵奋力划桨，船如离舷之箭向对岸奔去，对岸反击的炮火薄弱，完全被日军压制。
船到中途，天空中传来整整轰鸣声，大批飞机飞临战场，向半渡的日军俯冲轰炸，岸边的日军防空部队随即开火。
“妈拉巴子的！操他奶奶的！”很少说粗话的高志航看清日军防空阵地后忍不住大骂，日军的防空阵地无一不是构筑在居民聚居区，要进行攻击，很难保证不误伤中国人。
“师长，怎么办？”耳机里传来各机飞行员焦急的声音，高志航咬咬牙下令：“一大队对付那些该死的高射炮，二三大队对付河上的鬼子，四大队寻找日军炮兵阵地。”
“烈焰，烈焰，请注意，炮兵观察，日军炮兵阵地在东经xxx，北纬xxx，立即攻击，立即攻击！”耳机传来地面指挥部的命令，河北岸的中国部队都有炮兵观测员，而且空军向各部都派有联络员，这些联络员都能空军前线指挥部直接联络。
“四大队，日军炮兵阵地在东经xxx，北纬xxx，立刻出击。”高志航的声音如同十二月的天气，冷得象冰。
“明白。”
“明白。”
……
“烈焰，烈焰，发现小蝌蚪，数量三十，方位xxx，距离xxx，高度xxxx。”