国民政府军事委员会负责人见自己希望能守一个月的马当要塞竟然连一周时间都没守到就丢了，气得连夜把第9战区司令长官陈石叟叫过来臭骂了一顿。
陈石叟立刻命令国军49军和16军反攻马当，日军依托马当坚固的一级国防战备工事顽强抵抗，使得国军的进攻屡屡受挫、伤亡惨重。
陈石叟不得不命令部队停止进攻，退守彭泽。国民政府军事委员会负责人对这个结果实在是太不满意了，事后李韫珩被撤职查办，薛蔚英被枪毙。
波田支队在打退国军的反攻后，与前来增援的日军第106师团一起直扑彭泽，彭泽随即失守。陈石叟见情况严重，严令驻扎在湖口的李汉魂第64军反攻彭泽。经过一番拉锯战，日军不但打退了李汉魂的进攻，还乘势扑向了湖口。
湖口虽为历代兵家必争之地，有上下石钟山的险要地势，但湖口只利于朝一个方向防守，即长江上游方向来攻的敌人。
昔日太平天国与湘军在湖口拼杀了几年，就是因为湘军的进攻方向所致。湖口可以凭借着安庆方面的支援，以炮火封锁江面、湖面。
然而，敌人从下游方向来攻时，湖口就是一块死地，它被长江、鄱阳湖、北港湖包围着，三面环水，可谓是背水一战的绝地，防守方连撤退的可能性都没有。
更不用说日军是陆、海、空三位立体进攻，湖口要塞炮台又被设置为朝江面射击，而江面太宽，炮台作用有限，炮台对从陆路进攻的敌人，毫无作用。
到这一步，这个仗是没法打的了，罗卓英严令中将师长刘雨卿率领国军第26师死守湖口，其余部队侧击日军并同时向后撤退，国军第26师是川军，在马当开打后才赶来支援。
由于国军第26师刚刚接手湖口防务，尚未完全进入作战状态，加上部队主要由新兵编成，武器低劣，重机枪全无，轻机枪仅有半数，完全不能担任坚守湖口的任务。
川军虽奋力苦战，在日本陆军波田支队、海军第11战队、空军第15、第3、第2航空队的陆、海、空联合攻击下，阵地接连失守陷落。
7月3日，日军攻占湖口三里街。另一股日军从鄱阳湖进入，并乘小艇从北港湖登陆，完成了对湖口县城的包围。
战前，湖口县城百姓大多数已经逃离，留下未走的只有五六十名老弱病残的老百姓，都躲在天主教堂内，双钟镇已成为一座空城。
7月4日，长江要塞守备总队炸毁炮台撤离。石钟山及城外的国军第26师与日军反复厮杀，晚8时许，日军波田支队占领湖口县城，国军第26师余部突围，因遭日军追杀且不熟悉环境，损失惨重。
7月5日，华日军队在湖口县城周围展开攻防战，国军曾一度攻入城内，但随着日军主力的到达，县城完全为日军占领。
湖口防守战打了三个昼夜，国军牺牲3位团长，官兵伤亡约5000余人。日本方面的主力部队波田支队伤亡约1500人，这其中还包括马当攻击战的战损。
此后的7月6日到29日，华日军队在湖口周边的鄱阳湖东岸继续开展激烈的争夺战。
国军试图收复湖口要塞，而日军则必须立足湖口以进攻九江，双方发生大小战斗80余次，投入战斗的兵力达万余人次，国军伤亡约4000余人。
湖口战役就这么草草结束了。国军守卫湖口的战斗非常失败，且伤亡极为惨重，又未能给日军以有力阻击，因此湖口战役很少再被提及。
日军溯江作战，攻克两大江防要塞，10天前进了120公里，还是在国军做了充分准备的情况下，也堪称“战争奇迹”。
占领湖口后，疲惫不堪的日军休整了十几天，又继续出发向下一个江防重镇九江挺进，日军又故伎重演，冒雨潜入鄱阳湖，终于在姑塘以南的国军预11师守备区登陆成功。
守卫部队国军预11师不知什么原因，日军12点就已经再姑塘以南地区登陆了，直到4点才向上面报告，呼叫增援，后面来援的顾家齐率领的第128师又是一支由湘西保安部队改编而成的弱旅，碰上日军没几下就被打得溃散而逃。
日军稳固登陆场后，106师团在舰炮掩护下向纵深攻击前进，配合正面进攻的波田支队包围了九江。张逸斌见整体态势不利，命令第2兵团撤退，放弃九江，退往二线阵地金官桥地区防守。
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