日军地面部队： 第五师团第十二旅团 旅团长中村正雄少将(指挥官)
第二十一联队(辖步兵三大队) 联队长三木吉之助大佐
第四十二联队(辖步兵二大队) 联队长坂田元一大佐
台湾军林联队
台湾军渡边联队
植田骑兵联队之一中队 炮兵第五联队“掘毛”之二中队(炮约六门) 战车防御炮一中队(炮四门)
横山工兵部队一中队 汽车五十余辆
以上日军兵力约1.5万人 。

担任正面攻击的第五军，对所属部队作如下部署：郑洞国的荣一师、戴安澜的二百师为主攻部队，荣一师负责公路以西，二百师负责公路以东；邱清泉的新二十二师向西绕出敌后的六塘、五塘，以断绝南宁与昆仑关的交通，阻击北援之敌；由二百师副师长彭壁生率领新兵补充一、二团及熊笑三团长率领一个团、一个加强营，组成两个临时支队，从事奇袭。 12月17日夜，国军开始炮击及局部夜袭。荣一师一团首先占领昆仑关西面三公里的仙女山(七○○高地)。18日拂晓前，陆续占领关西侧的万福村(宾阳县属)、老毛岭(四四五高地)、金龙山、广秀岭(又名石牛岭、进士岭，即四四一高地)和六○六高地。是日，先后攻克罗塘顶，罗伞岭(同兴以北高地)及关东侧的石塞隘。下午，日军由八塘向昆仑关增援，猛烈反攻。入夜，罗塘顶(敌称“田村山”)及罗伞岭复被日军占领。晚22时，新二十二师占领五塘、六塘。 19日，经过激烈战斗，双方短兵相接，国军占领关东北二公里的石牛山(六五三高地)，守敌百余名伤亡殆尽。当时，日军向国军老毛岭(四四五高地)及广秀岭(四四一高地)竟日反击，但被国军击退。新二十二师于四、五塘间截击向昆仑关增援的敌满载兵员的40余辆汽车。五塘及林村附近阵地一度失陷，激战终日，始恢复原阵地。 20日，国军增强第一线兵力，以二百师担任正面攻击，接替荣一师仙女山、老毛岭、枯桃岭、六五三、六○○各高地，并向昆仑关攻击；荣一师以主力自老毛岭、四四一高地，一部(三团)自石塞隘、同平夹击八、九塘及其北面公路两侧之敌。七时顷，国军战车曾一度冲入昆仑关。 新二十二师受日军千余、战车十余辆、飞机九架猛攻，伤亡惨重。五、六塘及附近阵地被突破。入夜，撤占五塘附近高地。 国军左侧支队于19日晚抵达八塘东侧地区，20日午，全部占领八塘东南侧高地。至此，南宁与昆仑关间敌交通完全被截断，公路桥梁亦被破坏。
当日上午10时，中村正雄率领一个支队(以步兵两个大队为基干)由南宁出发北援，在五塘附近被国军伏击，艰难前进。 21日，国军正面两师仍继续猛攻，激战竟日。荣一师第三团推进至枯桃岭，控制九塘圩，日军在昆仑关第一线和九塘联队部之间联络被切断。入夜，荣一师袭击三角山，日军弹尽，用刺刀与尖竹扎枪战斗，极为惨烈，三角山终被国军攻陷。 新二十二师在五、六塘马鞍山、林村、上黄一线与敌对峙。日中村支队被国军阻截于六塘烟墩至平旺村一带公路，不能前进。 国军左侧支队仍占领八塘两侧高地、旧寨东西之线。八塘日军盘据八塘乡公所顽抗。 下午2时，日机三架向八塘投下降落伞18个，被国军截获数个，内盛弹药、饼干等物。

下午5时许，国军飞机10架射击六塘敌阵地；7时，6架轰炸九塘之敌。 22日，昆仑关正面战斗无进展。 中村支队于拂晓进入七塘西北高地，在山心坳被九十九军、新二十二师夹击。 23日，荣一师第一团进展至昆仑关西南之六域、六扒附近，与枯桃岭之第三团连接，对昆仑关形成合围之势。二百师五九八团苏营与敌肉搏数十次，始攻克同兴北端高地罗伞山之重要据点。计自18日以来，国军正面两师官兵伤亡已逾两千。 新二十二师于四时攻克六塘，巩固阵地。 中村正雄在七塘北约两公里处被国军伏兵阻击，左颊软组织被子弹穿透，紧急治疗后，夺路窜入深山。 驻钦州的台湾旅团派林义雄大佐指挥的第一联队(缺两中队)到达南宁，中午向五塘前进。 昆仑关之日军绝粮，捡拾田间落穗充饥。弹药严重缺乏，迫击炮中队因无炮弹，把炮埋在地里，用竹子削成扎枪拼命。 24日， 上午8时半左右，中村正雄在九塘西面木凳村西北高地观察时，遭狙击，腹部受重伤。当晚在九塘进行手术，手术室被迫击炮弹命中，中村于翌晨5时毙命。 荣一师第二团以残余官兵编成一营为突击队，并配属重机枪两连、迫击炮一营、重炮一营，攻击日罗塘南高地堡垒(罗塘堡，日称田村山)。该高地为昆仑关西面屏障，形势险要。日军在此构筑坚固防御工事，以第二十一联队第五中队 (中队长田村能康中尉) 和第一中队(队长迢田广一大尉)200余人，配置重机枪八挺、轻机枪20挺死守。第二团经过3小时激战，多次白刃肉搏，全歼守敌(俘日军2名)，终于19时1刻攻克该高地。第二团突击队仅余数十人。 上午，九塘日军企图通过公路向昆仑关增援，被荣一师一团、三团分别于六域、六扒附近及枯桃岭前端堵击。 二百师方面主要为策应荣一师之攻击，战况无甚进展。 守备七塘山心、桷子岭、高山岭之间公路以阻敌增援的九十九军九十二师，阵地被突破，日军约三四百并后续部队继续向北突进。 25日，国军正面两师竟日向界首附近的那桑岭及石牛山(六五三高地)西南侧的那义顶、坛齐顶敌垒攻击。 下午4时，击溃同兴村附近企图突围之敌，俘获马30余匹及文件、武器甚多。荣一师第三团攻略昆仑关一部，并占领附近高地清明岭，守关残敌向东侧高地人形岭逃遁。 日第四十二联队长坂田大佐部，自南宁用6天时间，于上午8时到达九塘，指挥该地所有部队。

是役， 据我方统计，日方投入战斗兵力1.5万余人，班长以上军官死亡85％以上，其旅团长中村正雄、二十一联队长三木吉之助、四十二联队长坂田元一阵亡，士兵被击毙4000余人，被俘102人，缴获战马79匹，山炮10门，野炮12门，战防炮10门，轻机枪102挺，重机枪80挺，步枪2000余支，军用物资一批。国军先后参战部队达十九个师154642人，飞机100架，战后敛葬于昆仑关的阵亡官兵有3400余人。 日方统计(据日《中国事变陆军战史》)：1939年12月18日～1940年1月6日，九塘附近参战日军部队为：军官79人，士兵2447人，死军官18人，士兵358人；伤军官27人，士兵728人；失踪士兵37人。参战马匹359匹，死23匹，伤5 匹。昆仑关大战期间，邕宁金城区各乡村群众组织自卫队、游击队，积极配合协助国军，打击日本侵略军。四塘乡自卫队多次阻击进山掳掠的日军；五塘、六塘自卫队配合国军新二十二师、九九军九二师，10多次袭击日军，破坏公路桥梁、电线；九塘乡游击队员欧锦灿等20多名，为荣誉一师一团分头带路，首先攻克昆仑关西侧敌据点七○○高地；游击队员欧启虞为九十六师某团带路，袭击九塘圩日军，缴获大量战利品；联光村游击队员黄俊才等多人，经常进出九塘至六塘的日军阵地、驻地，侦察敌情，为国军提供情报，使战斗经常得手；八、九塘农永仁游击队的100多名队员，主要负责为国军带路，为打击日本侵略军作出贡献。