發生過程：

日軍於1月26日開始行動，攻佔確山、邢店、高邑、泌陽一線。27日，推進至駐馬店、汝南、沙河店、龍王廟一線。

29日，沿平漢路及西側快速北進的中路日軍，由於中國軍隊已撤出沿線地區，使其尋找守軍主力的企圖落空。日軍左、右兩路兵團分別受到國軍第13軍和第85軍的攻擊，損失較大。

31日，日軍變更部署，將中央第17師團一部向左右兩翼迂回，其一部由遂平經上蔡向右旋回，企圖與汝南北進之右路第40師團南北夾擊第85軍；中央第17師團主力則由遂平分兩路經西平向舞陽方面迂回；左路第3師團主力也向舞陽推進，企圖南北夾擊第13軍。

國軍第85軍和第13軍在日軍完成合圍之前，分別向葉縣、郾城及沙河以北地區轉移，使日軍再次撲空。與此同時，國軍第2集團軍從泌陽、唐河及其以北地區向舞陽日軍後方攻擊，切斷其後方聯絡線。此時，日軍由於側背受到中國軍隊攻擊，正陽已被國軍克復，後方交通受到威脅，遂於2月1日開始回撤。

日軍側背受擊，決戰計畫一再落空，即改變作戰計畫。2月21日，日軍第3師團除留一部于舞陽對北警戒外，主力向鎮平、南陽轉進；另分兵經象河關向泌陽轉進，企圖夾擊國軍第2集團軍。

國軍第13軍乘機反攻，克復了保安寨、舞陽，續向方城追擊。4日和5日，日軍第3師團先後攻陷南陽、唐河。國軍第59軍進行反擊，6日克復南陽。日軍第17師團轉進至象河關附近，遭到我第68軍截擊，傷亡甚重，7日向信陽方面退卻，國軍一路追擊，殺傷大量日軍。

另一方面，豫東、皖北之日軍為策應豫南方面作戰，於1月25日分路向太和、界首前進，並以飛機連續轟炸鄭州、洛陽、郾城、葉縣、舞陽等城市和部隊。國軍第92軍與騎兵第2軍在渦河、淝河、沙河之線英勇抵抗。戰至2月5日，雙方傷亡均重，日軍攻陷太和、界首。中國軍隊固守沙河、黃汜頑強抗擊。7日，日軍先後退回原駐地。11日，全線恢復戰前態勢，會戰結束。

歷史影響：

嚴格來說，豫南會戰是一場中日兩軍主力未全面交鋒的會戰，豫南會戰中，國軍共斃傷日軍9000餘人，擊落日機六架，擊毀日軍戰車裝甲車共五十餘輛，焚日軍汽車約二百餘輛，並擄獲軍用品甚多。

尤其，此次會戰有效牽制日軍多數兵力，使其不能抽調轉用，為此會戰之至大成果。此戰中國軍靈活應用利用避實擊虛的策略，給予日軍重大打擊，終使其包圍殲滅國軍主力之企圖，以失敗告終。

國軍採取避免正面作戰，主力機動移轉方式，側面打擊來犯日軍，奇襲作戰也有很大成效。在民心士氣方面， 豫南會戰的勝利不僅強化了中國軍民同胞抗戰到底的信心和決心，展現了中華民族團結一致的偉大力量，更有效打擊了侵華日軍的氣焰，對於接下來抗戰發展，有著不容忽視的影響。