乘舰艇分批西上，合攻湖口。7月4日，日军第一○六师团进抵离湖口城仅10公里的老大山和走马坂，波田支队则在湖口城东北柘矶登岸，合力攻击湖口主阵地。中国守军第四十三军第二十六师顽强抵抗，直至反复肉搏，终因弹药告罄，援军未及时赶达，以及日军再度使用毒*气，而逐次后撤。5日晨，日军占领湖口。
日军占领湖口后，乘势攻击九江。7月22日夜，日军第一线部队波田支队在九江东面22公里处的姑塘登陆，猛攻中国守军第十一预备师的阵地。第十一预备师待日军刚靠近登陆点时，即从断崖上向日军猛射和投掷手榴弹。日军反复进攻，突破庐山北面险峻山地上构筑的数道阵地。24日，日军第二线部队第一○六师团进入波田支队左侧，并于当晚与波田支队发起对中国守军的总攻击。中国守军第八军第三师、第五十二军第二师、第十三军第十五师顽强抵抗，终因伤亡过重，于25日晚放弃阵地。26日，日军占领九江。
在日军波田支队、第一○六师团攻占长江南岸各地的同时，江北的日军第六师团则着力进攻潜山、太湖、宿松、黄梅一线，以与江南日军相呼应。
6月16日，日军第六师团前锋部队从桐城出发，突破皖水，进抵潜山城下。17日，日军攻击潜山城，中国守军第三十一军第一三一师凭借街市战壕与敌厮杀，重创日军。但因日军后续部队不断增援，中国守军不支，于当日夜撤出潜山。日军第六师团攻占潜山稍事休整后于7月24日西攻太湖。26日，日军出动飞机猛轰太湖城，随即由东门突入城内。中国守军第三十一军第一三一师顽强抵抗，但地势不利，无险可守，被迫撤离。日军于当晚占领太湖全城。日军第六师团占领太湖后，即分兵西攻宿松和黄梅。为守备宿松，中国守军第三十一军与日军激战于凉亭河畔及其附近山地，使日军迟至8月1日才进入宿松。为阻止日军进占黄梅，中国守军第六十八军一部和第三十一军第一三五师与日军激战于黄梅东北的花凉亭、二郎河、界岭一线和双河口、掂林铺、渡河桥、独山镇等地。8月2日，日军出动20余架轰炸机轰炸黄梅达11次，县城成为废墟。当晚，日军从北门涌入，占领黄梅县城。日军占领黄梅县城后，长江沿岸战事进入湖北境内。
日军进入湖北境内并稍事休整后，即大力进攻武汉东面门户田家镇要塞，田家镇要塞争夺战开始。
田家镇位于长江北岸广济县境内，背负丘陵，南临长江。丘陵之后有黄泥、马口二湖东西并列，鸭掌山峙立其间。江面狭窄，仅约半公里，水流湍急。对岸为半壁山，峭壁临江，十分险要。半壁山之东为富水入长江之口的富池口，富池口之背又有军山耸峙。三处山隔江鼎立，互成犄角，构成长江天然要塞。清咸丰年间，在此构筑南、北、中三座炮台，南在半壁山，中在吴王庙，北在冯家山，统称为田家镇要塞。武汉会战前，已全面改建、修葺，成为长江中游的锁钥、武汉的门户。
国*民政府军事委员会非常重视田家镇要塞的防卫作用。1938年8月6日，蒋介石致电田北要塞指挥官李延年，指出：“田、富要塞为大别山及赣北我主阵地之锁钥，乃五、九战区会战之枢轴，亦武汉之屏障，其地位重要，勿待多言”，命令各守备部队“以与要塞共存亡之决心，积极整备，长久固守，以利全局《蒋*介*石致李*延*年密电》（1938年8月6日），”。为此，中国军队配置了第二、第五十四、第七十三军等部于要塞北区、南区及外围各阵地，后随着战事的发展，又调第二十六、第五十五、第七十五、第八十四、第八十六军等部策应于广济、蕲春各地。
9月15日起，日军波田支队与南岸第九师，团开始进攻田家镇要塞南区富池口阵地。是时，日军波田支队先取北岸武穴镇，清除水路障碍后，即与第九师团逐次攻取南岸刘象山、竹林塘、菩提寺、鸡笼山等富池口外围阵地，使中国军队沿江防区缩小，给富池口阵地施加压力。随即，日军向朱婆山、鲤鱼山、周家山一线发起猛攻，中国守军第五十四军第十八师伤亡惨重。24日，日军波田支队强攻中心阵地，中国守军第十八师凭借天险和工事顽强抵抗，无奈日军又施发毒气弹，中国守军被迫撤离富池口中心阵地，渡过富水河，退守半壁山。
正值日军波田支队、第九师团与中国守军第五十四军酣战富池口阵地之际，北岸日军第六师团自9月18日起，开始进攻田家镇要塞北区阵地。9月18至20日，日军接连向田家镇北区阵地发起攻势，遭到中国守军第二十六、第八十六军顽强阻击，损失惨重。21日，日军出动30架飞机对田家镇中心阵地狂轰滥炸，投弹5000余枚。随后，施发毒气弹，发动猛攻，中国守军牺牲惨重，但依然浴血鏖战，田家镇中心阵地岿然不动。28日，日军再次出动78架飞机和集中100多门重炮，对田家镇中心阵地进行饱和滥炸，阵地工事全部被摧毁，中国守军龙子育团死守不退，全部战死。入夜，守军第二军第五十七师主力被迫撤出阵地。29日，田家镇中心阵地终陷敌手。
北岸田家镇中心阵地失守后，南岸日军即加紧攻占半壁山阵地。10月4日，日军先行出动80多架飞机轰炸半壁山阵地，阵地尽成焦土，工事全部被毁。随后，日军分乘六七十艘汽艇，在上下水口，六家墩、半壁山强行登陆，中国守军第九十八军第一九三师第一一二四团官兵奋勇抵抗，除60余人生还外，其余全部战死，半壁山失守。
至此，田家镇要塞全部陷落。
田家镇要塞陷落后，武汉即失去了东西的最重要屏障，长江沿战事迅速逼近武汉。
果然，北岸日军夺取田家镇后，兵分两路向汉口进逼。其中，沿江西进之日军10日占蕲春，16日陷茅山，20日占团风，22日占黄冈、阳逻。沿广(济)浠(水)线西进之日军21日占浠水，23日入新洲，24日陷黄陂，直抵汉口东北郊。南岸日军夺取半壁山后，11日陷龙港，18日占阳新，19日占大冶、鄂城，20日占黄石港，24日陷葛店，进抵武昌东郊。
至此，武汉会战长江沿岸作战告一段落。