1938年6月中旬，國民政府大本營在漢口召開軍事會議，研究武漢會戰的戰略方針，在認真總結自七七事變以來歷次戰役的經驗教訓的基礎上，確定了四點方針：第一、命令各有關戰區部隊主動出擊，牽制日軍，使其不能傾全力攻擊武漢；第二、在鄱陽湖以東地區迎擊日軍，並相機與敵決戰；第三、在武漢外圍配置重兵，同時，在沿長江兩岸的丘陵湖泊和江防要塞加強兵力，以遲滯日軍的進攻；第四、各部隊要把重點放在外線，掌握戰場的主動權，以消滅日軍有生力量為目的。
由於日軍主力從長江東面溯江而上，大本營以長江為界，把國軍分為南北兩大戰略集團：江北戰場，由第五戰區司令長官李宗仁指揮，總兵力為23個軍，其中主力部隊配置於大別山西北面的信陽和商城地區；少部分兵力配置在大別山以西的長江北岸。江南戰場，由武漢衛戍司令部總司令和第九戰區司令長官陳誠指揮，總兵力為26個軍，其中主力部隊配置於武漢以西的長江南岸地區。
另外，為了表示誓死一戰的決心，蔣介石把現有的海空軍部隊全部投入會戰，其中戰鬥機、轟炸機共一百餘架，海軍艦艇四十餘艘。
第九戰區司令長官陳誠出於對第19集團軍戰鬥力的信任，特意命令孫百里率領休整完畢的主力部隊再次出閩，增援安慶至九江間的江防要塞守軍。
6月15日，孫百里率領新二師和集團軍司令部直屬的重炮旅和高炮旅等部在福州誓師出發，而先期集結閩贛邊境的第60師和第61師則在直接向馬當要塞進發。
馬當是長江最重要的要塞，地處江西彭澤縣境內，與江中的小孤山隔水相望，成犄角之勢。江中沙洲將長江江流一分為二，左水道狹窄，已經淤塞不通。右水道流經馬當山下，為主要航道，此處為長江中游最狹窄處，寬不及500米，水流湍急，形勢險要，形成一夫當關，萬夫莫開的天塹要隘。全面抗戰爆發後，國民政府軍事委員會為阻敵西進，力保九江、武漢安全，專門建立長江阻塞委員會，負責阻塞工程的設計和施工，經過兩次施工，在江心建成一條攔河壩式的阻塞線，只在長江南岸留有僅可通行一條船的狹窄航道。並在兩岸山峰險要處設有炮台、碉堡、戰壕等工事，水面布置3道水雷防線，前後共布雷1500餘枚。同時配置重兵防守。馬當要塞由江防要塞守備隊第2總隊、第43軍第26師一個營、守備第1營和第2營，以及炮兵第8團、第41團、第42團各一部等守備；馬當下游之黃山、香山、藏山磯及下隅坂、黃栗樹、馬路口等，由江防軍第16軍第53師和第167師守備。
6月23日，日軍波田支隊，在海空軍掩護下向馬當下游的香口發起猛攻，先是出動轟炸機輪番轟炸，接著再用軍艦上的炮火猛烈炮擊，最後是步兵輪番突擊。經過一天的激烈戰鬥，守軍全部陣亡，香口失陷。
6月26日，馬當要塞失守，由此往西，湖口、九江均無險可守，長江門戶大開，直接威脅武漢安全。武漢衛戍總司令陳誠發布了一道死命令：「香山、馬當為皖、贛門戶，其得失影響於今後作戰之勝敗甚巨。……務速恢複香山、馬當要塞陣地而確保之。攻克香山及馬當要塞區者，各賞洋5萬元。如有作戰不力者、畏縮不前者，即以軍法從事。」第16軍、49軍等部遵照這道死命令向香山日軍發起大反攻，一度再次收復香山，並予敵重創，但因敵援軍大舉而至，激戰數日，終究未能收復馬當要塞。
6月29日晚，第60師和第61師經過十餘天的強行軍，終於抵達彭澤境內。陳誠得到消息後喜出望外，急忙電令兩師相機奪回馬當要塞。
接到命令之後，廖啟榮和謝鼎新在派出大批偵察人員的同時，連夜商量破敵之策。
廖啟榮指著地圖上代表日軍的黑色箭頭說道：「攻佔馬當的是日軍波田支隊一部，兵力是一個步兵聯隊，而防守香山的則是日軍海軍第三艦隊的陸戰第11旅團。我們的兵力雖然較任何一部都有優勢，但是日軍有海軍艦炮和空軍助陣，又有堅固的陣地為依託，不是很好打呀！」
謝鼎新說道：「今天第16軍和第49軍一直在猛攻香山，我們的空軍也對日軍陣地進行過轟炸，我估計日軍的陣地應該已經被摧毀的差不多了，只要集中優勢兵力，應該可以一舉突破。」
廖啟榮點了點頭，說道：「你說的很對，但是香山處於馬當和下游日軍之間，即使奪下來也要面對日軍的兩面夾擊，在加上長江裡面的艦炮，很難守得住。另外，友軍這幾天一直在攻擊香山，這裡的日軍警惕性肯定非常高，要想奪回陣地只有硬碰硬，太不划算了。」接著他指著地圖上的馬當要塞旁邊的一個高地說道：「我從日軍的進攻中得到啟發：首先拿下長山陣地，居高臨下炮轟長江裡面的日軍艦隊，使其無法支援馬當守軍，然後在一舉奪取馬當要塞！」
謝鼎新感到有些擔心，他說道：「日軍的艦炮無論是數量還是口徑都遠遠超過我們，憑咱們這兩個炮兵團怎麼能夠壓製得住他們呢？」
廖啟榮說道：「我們的目的只是牽制日軍，並不是真的要壓制住他們。再說，日軍艦炮的射程也就是五公里左右，並不能覆蓋全部陣地，我們的炮兵可以等日軍的注意力被吸引過來之後把大炮後撤一段距離，等敵人鬆懈下來再反擊，不斷地騷擾它就可以了。」
謝鼎新想了想，說道：「這樣應該行的通！不過，我們已經連續十幾天行軍了，部隊非常疲憊，很難立刻投入戰鬥呀！」
廖啟榮語重心長地說道：「老弟，現在不知有多少雙眼睛在盯著我們十九路軍，如果不能拿下馬當要塞，就會有人說十九路軍徒有虛名，所以此戰只能成功不能失敗，並且動手越早越好！」
謝鼎新苦笑著說道：「誰叫我們十九路軍在上海南京表現這麼搶眼呢！」
廖啟榮說道：「我們還是可以為將士們爭取一天的時間來恢複體力在：明天，你們師佯攻香山，把敵人的注意力全部吸引過去，等到天黑之前，我這裡在發起攻擊，到時候，日軍就是想用艦炮支援也沒有多少時間了。」
謝鼎新點頭答應道：「好吧，就照你說的辦吧！」
次日上午八點整，第61師集中數十門重炮，對香山日軍陣地連續轟擊十幾分鐘，數百發炮彈傾瀉而下，把日軍夜間匆忙修建的工事又炸了一遍，有效殺傷部分日軍，並摧毀了相當數量的工事。隨後，第61師投入一個營的兵力發動佯攻，在遭到日軍阻擊之後迅速退卻下來。在一天的時間裡，第61師發動十幾次佯攻，成功地把日軍的注意力吸引了過來。
下午五點整，第60師的攻擊部隊到達集結區域，完成了攻擊前的準備工作。
五點十分，第60師的炮兵團和步兵團直屬的大口徑火炮同時開火，迅速在日軍陣地的正面清理出一條寬達百米的通道，陣地前沿的塹壕全部被夷平，鐵絲網被炸得支離破碎，很多火力點被摧毀。緊接著，炮兵開始延伸射擊，攻擊日軍的縱深目標，步兵在機槍火力的掩護下開始衝鋒。
中國軍隊的攻擊完全出乎守軍的預料，等他們反應過來的時候，陣地前面已經全部是中國士兵的身影，並且已經清晰可見。倖存的日軍急忙進入陣地，開槍還擊，隱藏在地堡中的火力點也開始猛烈射擊，密集的子彈不停地在戰士們的身邊跳躍，然而，讓日軍感到奇怪的是，很多中國士兵明明被擊中了要害，可是大部分倒地之後又迅速爬了起來繼續衝鋒，好像刀槍不入一樣！
恐懼像瘟疫一樣在日軍的陣地上蔓延，當他們眼中的怪物衝上來的時候，甚至沒有幾個人跳出戰壕肉搏，只是獃獃地看著對方，希望能夠找出問題的答案，最後，中國士兵用密集的子彈和冰冷的槍刺解決了他們的疑問。
第60師只用了不到一個小時，就乾淨利落地解決了長山陣地上的一個大隊日軍，重新把炮口對準了長江裡面的日軍艦艇。
緊接著，第61師停止對香山陣地的攻勢，派一個團的兵力增援第60師，開始進攻馬當要塞。這時候天色已晚，日軍艦艇只能靠發射照明彈來導引炮兵的射擊，效果大打折扣，再加上長山陣地的不斷騷擾，無暇顧及馬當要塞，使駐守馬當的日軍單獨面對中國軍隊的攻擊。
由於波田支隊的主力已經隨著海軍第三艦隊向西掃蕩沿江的中國軍隊，此時駐守馬當的只有一個步兵聯隊，兵力和武器上的巨大差距使他們只堅持了三個小時就被第60師趕出陣地，馬當要塞重新回到了中國軍隊的手中！