第三战区在华中地区的冬季攻势中处于关键性的地位，其作战任务为截断长江交通，孤立武汉日军，从而支持第五、第九战区对日军第11军发动攻击。
国民政府军事委员会为使第三战区能顺利完成任务，特地增拨了许多门重炮，以便于作战和封锁长江。第三战区则计划投入14个师的兵力，组建长江攻击军，以完成截断长江的任务。
1939年12月16日，第三战区冬季攻势开始，长江攻击军分左，中，右翼3个兵团攻击大通，贵池方向正面之敌。
同时，第32集团军上官云相部和湘军第10集团军刘建绪部分别袭扰南昌与杭州，以牵扯日军。
长江攻击军中央兵团由李玉党第10军（日后威震天下的泰山军）及俞济时第86军共6个师组成，为进攻主力，第86军担负主攻，第一阶段准备攻占童埠，茅坦，观前等地。然后突击长江南岸，以水雷，重炮封锁长江。
右翼兵团为川军第50军，进攻目标指向铜陵，大通，宁国一线，左翼兵团为川军第21军陈万仞部，担负吴田铺至湖口一线攻击任务，第40师和第52师为总预备队。
至于日军方面，由荻港至湖口一线25里的长江防线上，仅有第116师团防御，且兵力分散配置于沿江各处及各个据点内。
1939年12月16日凌晨3时，第86军首先发动攻势；最初只使用了4个团兵力，预10师和第16师师长竟只派一两个连兵力，然后逐次增加，尽管兵力使用不当，预10师和第16师还是突破日军防线，克复曾形山，解形山等重要据点，但因右翼郭勋棋第50军按兵不动而意存观望，未能扩大战果。
12月17日，攻击各部进展甚微，师，团长们都以第50军未动为托词，畏怯不前。18日，预10师终于占领茅坦，但日军援兵已至，并全线转入反攻；
因此，预10师、第16师经连日苦战，伤亡颇多甚重，未能到达江边。
顾祝同（中）旧照 图片来自网络
第三战区司令长官顾祝同等决心动摇，认为随着桂南会战的展开，第三战区已退居次要地位，他“即令到达江边，亦必无继续作战的能力”。
19日下午，顾祝同下令停止进攻，转取守势。23日，日军优势炮火猛轰青阳，但未能得手，26日，日军也停止反攻，战事陷入停滞状态。
在杭州方向，第10集团军第192师和62师于1939年12月13日晚分别攻入杭州，富阳，余杭各城，放火焚毁日军设施。
1940年1月22日黎明，日军第22师团（乙种）1个联队渡过钱塘江，在萧山北面登陆，该方向中国守军未能予以有力抵抗。
同日，日军侵占萧山，向绍兴挺进。27日，中国第10集团军发起反击，日军退回萧山。
在鄱阳湖西侧的赣江地区，中国军队便衣队于12月12日及18日分别混进南昌城，破坏日军设施。21日，第32集团军进攻南昌外围，但战果较小。
第三战区在冬季攻势中毙伤日军数千人，重伤日军中型运输舰4艘，轻伤日军船只5艘，战果在各战区最少，在兵力，火力4倍于日军的绝对优势情况下，攻势仅仅3天即告停顿，未能完成切断长江航道的主要任务。
此举致使整个华中地区冬季作战陷入不利的局面，战后，受到蒋介石严厉批评，第50军军长郭勋祺被撤职。
作为主攻地区，第五战区担负攻击平汉线南段武汉、信阳方向日军的重任。第九战区在冬季攻势前也列入主攻方面，遗憾的是因主力南下驰援桂南，大大影响了其战果。
1939年12月12日，第五、第九战区同时对日军第11军展开全面反攻。当时，第11军全部分割成小单位分散配置，并无直辖兵团可机动转用。
攻势一开始，日军第一线部队及据点都陷入国军的包围之中，孤立无援，只得拆东补西，增援薄弱环节，疲于奔命。
第五战区以豫南兵团由平汉路以西向信阳南北地区日军攻击，该兵团下辖孙连仲将军第2集团军，第68军刘汝明部，第92军李仙洲部及豫鄂边区游击总队。
13日，第92军克复泉口店，浆溪店，杨柳河，并向花山，平靖关，冯家庄攻击前进。第2集团军向骆驼店，归河，长台关各日军据点迫近。23日夜，以两团兵力分别向信阳东北及西南挺进，攻击信阳日军。
汤恩伯旧照 图片来自网络
1939年12月28日，中央军精锐汤恩伯第31集团军也参战。1940年1月5日，分别向徐家店，平靖关，花山等处日军袭击，与日军精锐第3师团激战至1月中旬。
右翼兵团辖张自忠第33、第29集团军王缵绪部，1939年12月12日，第74师渡过襄河向钟祥以南攻击，兵团主力则分别渡河占领朱宝大桥，西虎山，并向罗家坡，三店，炭埠庙一带攻击，13日，收复大小陈冲，张家湾。
22日起，围攻洋梓，钟祥等日军，战至28日，日军援兵赶到战场，迅速向右翼兵团全线反扑，遂在普门冲，长寿店以南一线激战至1月下旬；
期间，张自忠第33集团军不负重望，连续击退日军两次猛攻，并于1940年1月8日发起反攻，经过一周猛攻，日军陷入苦战。但双方均死伤惨重。
江北兵团辖第75军和第41、第128师。1939年12月12日，他们开始东渡襄河，猛攻日军精锐第13师团。
日军在罗汉寺方面，相隔五六公里即设置1个或2个小队防御据点，遭到江北兵力围攻后，除公议场外，聂家场，同心场等重要据点，均被中国军队攻破。
15日以后，日军第116联队赶来增援，17日拂晓与江北兵团激战于仙桃，泗港一线，中国军队官兵英勇拼杀，予敌重大杀伤，但自身伤亡亦相当惨重，遂以第55师及第13师在雁门附近牵制日军，其主力于23日间在襄河西岸撤退。
左翼兵团由川军第22集团军孙震部，第39军刘和鼎部和第1游击纵队编成，向随县以东的日军精锐第3师团出击。
川军第45军包围了浙河马坪，第41军则采取以主力正面攻击，以一部侧背迂回的战术，围攻随县外围的擂鼓墩及滚山日军据点。
28日起，左翼兵团在洛阳店，徐家店一带与日军增援部队胶着，攻势陷入停滞。
1940年1月28日，蒋介石电令第五战区停止冬季攻势，并嘉奖了该战区，称赞“此次冬季攻势获得真价值之战果者，当以贵战区为第一”。
第九战区在赣北、湘北及鄂南三个方向同时发起攻势。在赣北，罗卓英第19集团军向奉新、靖安、南昌间的日军第33、第34师团发起猛攻，他吸取了南昌反攻战役教训，命令新11师渡过锦江，截断西山万寿宫与南昌间主要交通线；
王耀武第74军第51师攻克五步城，切断了大城、奉新间日军主要交通线，第141师渡过修河，一举截断南浔路，孤立南昌日军。
第32军攻击靖安，12月21日夜冲入靖安城内，将张公渡至安义、德安至箬溪间交通通讯全部破坏。
湘北和鄂南方向，第15、第27及第34集团军打击粤汉铁路北段日军王牌第6师团等部，分袭崇阳、通城，羊楼司、桃林等各线，将第6师团各部联络补给完全遮断，使其各部陷入孤立中。
中央军第79军、湘军第73军、湘军第70军，川军第20军主力共约9个师围攻崇阳西南的大沙坪10多天，打的非常英勇顽强，屡次迫近大沙坪和岳阳城郊；
但是，在兵力占据绝对优势情况下，始终未能攻克大沙坪据点，且伤亡甚重。
后来，由于日军第40师团及第6师团其他部队前来救援，中国军队被迫结束了对大沙坪的围攻。
战后总结时，蒋介石多次批评薛岳指挥的 “大沙坪之战”：
“第九战区以九师之众，前后围攻大沙坪者几逾一月，我军官兵之死伤，不可谓不大，敌方播音，且称为空前之持续战斗，但师久无功，并未收得任何战果，究为何因……不能不彻底追究。”
“这次第九战区以八九个师兵力攻击大沙坪一团之敌，亦攻不下，这决不是因为我们部队质量或数量不够，而是我们一般司令官参谋长用兵指挥之不当！
要知道：敌人现在实在是愈打愈弱，而我们一般下级官兵是愈战愈强，但我们高级司令官与参谋长的心理倒是愈打愈怯！因此，每战只求多兵，而不知讲求指挥与部署。”
在第九战区冬季攻势期间，南浔铁路未通行一次，粤汉路只通过一次车。羊楼司车站，阳新、崇阳、慈口镇等地均曾一度被国军收复。
从12月12日至1940年1月底，第5、第九战区围攻日军第11军各据点达40余天，出击960次，双方交战的兵力达50多万。“攻势规模之大和行动之顽强是前所未有的”。
日方第11军第一线部队几乎都变成了一个个孤立挨打的小部队，全线处于危急之中，伤亡近万人。
日方战史承认：“如果第九战区数十师生力军不南调桂南战场，第11军有被击败，甚至围歼之虞”。
第四战区在冬季攻势计划中，本居于助攻地位，但是，由于日军在第四战区的粤北，桂南两大战场同时引发粤北和桂南会战，战区也转为极重要的战场。
日军第21军为配合南宁方面日军作战，并挫败第四战区行将发动的冬季攻势，决定先发制人，击败粤北的国军。
其作战目标是攻占第四战区长官部所在的韶关，将占领区域扩展至英德、翁源线，准备使用的兵力为第18、第104师团及近卫混成旅团，由第21军司令官安藤利吉指挥。
而粤北守军以第12集团军为主，约10万人，由第四战区副司令长官余汉谋指挥。
第62军黄涛部驻守佛冈、源潭、花县等地区。第63军张瑞贵部驻守从化、牛脊背、梅坑、地派等地。
第65军缪培南部驻守英德县青塘和翁源县华屋、大镇圩，为总预备队。粤军虽兵力占优势，但其主力第64军、第66军援桂，导致战力严重受损。
日军兵分3路进犯粤北。由第104师团第107旅团一部组成的西山支队首先沿粤北铁路北上，由新街进击银盏坳，恰与该方面发动攻势的国军3个师遭遇，预备队第65军遂投入战斗。
当左翼日军在粤汉线方面吸引国军大量兵力后，20日，日军中路和右翼部队大举北犯；一路进展甚速，23日，攻陷源潭、牛脊背等地。
由近卫旅团组成的中路军于12月25日越过良口圩，向北突击。
右翼日军为第18师团全部，由增城沿增江支流北上，连陷龙门、地派、梅坑等地。
24日，左翼日军强渡潖江，威胁广东战时省会韶关，广东省主席李汉魂向中央求援。国民政府军事委员会急调土木系第54军陈烈部，由湖南驰援粤北。
黄涛旧照 图片来自网络
粤北战局陷入不利局面时，黄涛率第62军大胆穿插，奇袭日军后方的重要据点牛脊背。
牛脊背在从化县城北约40公里处，位于翁源至从化公路上，为日军重要补给据点，黄涛率部在这里歼灭日军千余人，使中路日军因后方补给线被截断而不敢继续北进。
12月29日，右翼日军攻占翁源。30日，左翼日军又占英德，其先头部队抵达新江墟，韶关危急，广东省府遂临时迁往连县。
1939年12月30日，第54军主力到达曲江，其前锋向翁源、青塘攻击前进。粤军第65、第62军则转向从南夹击之势，日军迅速撤退。
早在12月20日日军北犯时，因南宁战事，已决定缩小作战规模，将作战目标从韶关改为翁源、英德一线，企图尽快结束军事行动。
12月底，中央军精锐第5军取得昆仑关大捷，日军第21军急于将粤北作战的第18师团及近卫旅团调往桂南作战。
从1940年1月1日起，日军从翁源、大镇、河东之线分头南窜，我军则尾随攻击，5日克复英德。
从1939年12月至1940年2月，各战区中国军队发动冬季攻势，北起绥远，南至桂南，全线出击，给予侵华日军沉重打击，是整个抗战时期规模最为巨大的攻势作战；
其作战目标就是夺取战略主动权，说中国抗战没有“战略反攻”，实乃可笑。
在整个冬季攻势中，我军官兵士气旺盛，英勇顽强。共毙伤日军5万至6万余人。不过，该战果存在很大争议，数据来源于中国第二历史档案馆藏：
《白崇禧致蒋介石电》，时间为1940年2月9日，国民政府军令部战史会档案。不仅与日军战史存在巨大差距，就连向蒋介石汇报该战果的白崇禧，晚年也在《白崇禧口述自传》中“打脸”：
“共历时三月有余，所获战果，计俘敌四百余人，伤毙敌三千七百余人，虏获步枪二千余支。”“其重要战略要点，我未攻下一处。”
笔者认为，“其重要战略要点，我未攻下一处”，当无异议。但是，战果上白崇禧前后所说差距巨大，当时之战果数据确实夸大，其晚年在自传中称俘虏日军400余人，却只伤毙敌3700余人也不可信。
以单次战役俘虏日军最多的湘西会战（雪峰山会战）对比，也只捕获日军447人，但日方战史承认伤亡26526人（国军战史公布为29940人），显然这个数字存在问题。
反观日军战史记载中的冬季攻势颇多，可以看出侵华日军遭到前所未有的打击。如：
“蒋介石至今仍然在全军中保持着统辖力量……深感敌尚强大。”“在华官兵都亲身感受到国军的抗战力是不可侮的”。
“付出的牺牲是过去作战不曾有过的”，“这次冬季攻势的规模及其战斗意志远远超过我方的预想，尤其是第三、五、九战区的反攻极为激烈。”
“敌人的进攻意志极为顽强，其战斗力量不可轻视。在战术上鼓励采取夜战，隐蔽中接近和包围我军据点，善于利用工事和手榴弹进行近战。武器弹药充足，补给能力也很强。”
冈村宁次也在回忆录中提到，此役“引起圣上虑念，并使中央不安”。日方不得不承认：“中国事变八年间，彼我主力正式激战并呈现决战状态，当以此为最”。
当然，冬季攻势确实未能如军事委员会预计的那样，扭转整个战局的形势，也没有一个战区达成预定任务。从这两点看冬季攻势无疑是失败的。
导致冬季攻势失败的原因，首先是蒋介石及其主要将领对形势太过乐观，制定了各战区根本无法完成的任务，且作战范围大；
比如攻击日军重兵坚守的战略要地武昌、汉口、信阳、开封、包头和南宁等，最终因日军撤退，只收复南宁。
1940年2月9日，白崇禧曾致电军事委员会时指出：“判断敌情应就战略战术之见地作缜密之考察，不可过度偏于乐观，致贻大局。”
事实上，虽然我军得到苏联的援助；并完成了第二轮整军，但无论是进攻，防守能力上，都远不如日军。真正成功的是大量消耗日军有生力量；让原本兵员不足的侵华日军，更是艰困。
其次，中国军队自身弱点甚多，如武器装备、训练、士兵素质、各部协同作战、交通运输，物资给养等远逊于日军；很多官兵连饭都吃不饱，根本不具备全面反攻的条件。
最后就是指挥失误。从整个战略战术上看，冬季攻势缺乏侧重点，未能集中优势兵力，打击日军战略要地，歼灭敌主力，导致无法取得应有的战果。
蒋介石也承认：
“此次冬季攻势失败，最大的一个原因，即由于前方部队逐渐使用兵力，而非集中全力攻击，以致没有一个县城被我们打下来”。
由于这些因素，冬季攻势中，我军虽损失重大，战果也颇丰，也深重打击了本已深陷泥沼的侵华日军；但未能达成战役目标。
冬季攻势彻底打醒了日本，日本在诺门坎后，改走南下战略。并与苏联走向缓和，至1940年下半年开始，苏援锐减。
1941年4月13日，苏联与日本缔结《苏日中立条约》，日本关东军主力南下增援关内，并挺进东南亚；中国抗战一时陷入危局。于是，蒋介石在1940年10月，开始寻求美国援助。
从此，抗战逐步进入美援时期。但之后，中国再无力发动全国性大反攻。
