武汉会战开始后，作为东大门的大冶是日军进攻武汉的必经之地，日军势必进犯。7月25日，日军攻陷九江。8月3日，中国空军和苏联空军志愿队与日本空军首次在黄石港上空激战，日军被击落轰炸机1架，驱逐机11架。8日，日本空军和炮舰同时向驻守在西塞山上的中国军队猛烈轰炸。16日，日本空军首次轰炸大冶县城并将停泊在黄石港码头的一艘中国军舰炸沉。9月，敌机又分批向县城及保安、刘仁八、何锡铺等地进行轰炸，死伤无辜民众百余人。10月中旬，日军兵分3路，开始向大冶地区进犯。一路溯江西上攻击道士袱、石灰窑利黄石港；一路经小箕铺、大箕铺直逼县城；一路由三溪口、刘仁八至金牛，企图从南面完成对武汉的包围。
沿江战役自阳新富池口失陷后，甚为激烈。为固守长江沿线，第二兵团总指挥张发奎令八十二师罗启疆部防守风波港至黄石港，其布防如下，以四九一团第二营守备河口、风波港、道士袱沿江一带，主力置于杨泗庙；以第三营一部置杨五山东侧，道士袱附近为团预备队，其余担任道士袱、西塞山、袁家湖一带守备，主力控制道士袱附近，并确保掩护西塞山东麓之炮兵阵地；以第一营守备李家墩、张家湾、狮子山、石灰窑、胜阳港、黄石港一带阵地，主力置于狮子山。为阻敌军舰西犯，将炮八团设于西塞山东面山脚和石灰窑、黄石港江边。西塞山炮兵力量控制牯牛洲外河滩南北航道；石灰窑、黄石港炮兵力量主要控制西塞山天险，阻敌西犯。
10月8日（农历八月十五）日军志摩部队侵占圻州城，我驻桂花矶炮台守军炮击正行进在茅山港附近的日本军舰。下午4时，日军侵华头目冈村宁茨第八军的台港步兵旅团（此时该旅团辖3个步兵联队，2个炮兵联队及部分装甲部队）在第十五师所属高品彪大佐率步兵第六十联队的协同及海军第三舰队所属第一战斗队和飞机的配合下，向河口（四顾闸）守备部队发起进攻，遭西塞山炮兵反击。由此拉开了大冶人民武装抗击日本侵略者的序幕。10月9日凌晨3时，日军飞机向牯牛洲沿江阵地猛烈轰炸。6时，日军又出动20余架飞机沿长江南岸来回轰炸，守军阵地受到严重损失。7时，日军再用小汽艇30余艘载陆战队300多人拟在河口强行登陆，守军第一连拼力抵抗，大约激战1小时形势甚为紧张，第四连冒着日军敌机的轰炸赶至增援，战至9时许，将进犯日军击退。日军登陆未逞，旋以炮舰猛烈炮击守军阵地。午后1时，日军分两路以陆战队百余人，企图从牯牛洲附近登陆遭到守军六连反击。随后，日军又以汽艇20余艘再次向河口进攻，被守军四、五连击退。下午6时，日军退回军舰。是日守军击沉日军汽艇7艘，打死打伤日军200余人，守军亦伤亡80余人。10日早晨6时，日舰增至30余艘，于轼牛洲江心炮击守军阵地，9时，日军水上空中同时并进，20余架轰炸机向守军阵地狂轰滥炸，并以汽艇30余艘第次向牯牛洲、杨泗庙等处强行登陆，遭到守军的坚决反击。黄昏时分，日军又不得不退回军舰，向下游驶去。11日早上8时，凶恶的日本侵略者变本加厉，以汽艇、橡皮船百余艘第5次向河口、杨泗庙、牯牛洲等地同时发起进攻，守军第二、三营与日军苦战6个小时，又将其再次击退。由于连日激战，八十二师伤亡很大。午后5时左右，八十二师奉命将沿江防务交九十三师甘丽初部接防，拂晓前转移至太子庙休整。12日凌晨，九十三师接防部队仅两个连赶至风波港，守军战斗力未能及时得到增强。5时，日军汽艇、橡皮船百余艘及陆战队500余人，在30余艘军舰的掩护下，第6次向河口、杨泗庙、风波港发起大规模进攻。驻守河口的守军第五连因连日备战，伤亡奇重，但将士们视死如归，坚守阵地。战至7时，全连将士全部阵亡，进犯日军从河口登陆。为夺回失地，守军第四连极力组织反攻，于9时将登陆日军击退，并毙敌百余人，击沉汽艇2艘、橡皮船10余艘。日军屡战屡败，万分恼怒，于10时又组织第7次登陆，向守军四连发起猛烈攻击，四连将士与日军展开浴血奋战，一小时以后，全部为国捐躯。与此同时，六连将士急往驰援，将疯狂的敌人再次赶回兵舰。随后，穷凶极恶的日本侵略军以50余艘汽艇在其海军炮火的掩护下，组织第8次进攻，气势汹汹地向河口又一次扑来。此时守军第二营已损失四、五两连，伤亡惨重。第三营八、九两连与九十三师交接完毕后尚未离开阵地，即由营长率领赶至二营增援。午后1时，日军陆战队百余人向刚刚进入风波港阵地的九十三师两个连发起猛攻，终于登陆成功，并快速向河口方向夹击。八十二师四九一团第二、三营三面受敌，将士们顽强拼杀，多次组织反击，终因无兵力增援而伤亡殆尽。风波港以，南地区遂告失陷。是日，日军又以重兵强攻讳源口，八十二师张国勋第三连与日军展开激战，直至全连将士阵亡，玮源口失陷。13日凌晨4时，八十二师将道士袱至黄石港沿江阵地交九十三师接防后，遂奉命开赴太子庙休整。
10月15日，日本海陆空军集中火力攻击桂花矶炮台，炮台守军（即国民党炮兵独立第二旅一部）对日军发炮多次命中，日舰受阻，击毁日舰数只，日军伤亡数百。后日军敌机疯狂地向我炮兵独立第二旅阵地投放重弹，被震死者很多，然终无一人离开炮位，直至全部壮烈牺牲。10月16日，日本海军陆战队在道士袱登陆。守军一连被日军包’围在云雾洞旁。守军官兵奋勇抵抗，打死日军数百人。终因寡不敌众，被日军紧缩包围圈所迫，他们宁死不屈，大喊“不当俘虏!”于是一个接一个地跳入无底的云雾洞中。10月17日，日军占领石灰窑。19日，黄石港亦陷于日军之手。此次战役，日军参战部队不下10万人，短兵相接，肉搏拼杀，日本侵略军受到沉重打击，中国军队亦伤亡万人。
与此同时，日军在陆地兵分两路向大冶进逼，一路由波田重一中将率波田支队沿阳大公路直逼县城。18日，日军4000余人进攻白沙铺、小箕铺，下午4时，日军先头部队400余附山炮2门，向八十二师四十九团发动进攻，战至晚上8时，四九一团一、二连将士全部阵亡，日军突入阵地。次日，日军继续向大箕铺发动猛攻，四九一团竭力抗击，激战6小时，毙敌百余。午后1时，该团完成阻击任务，撤出阵地。20日，日军占领已被炸成一片焦士的大冶县城。同日，日军攻占铁山。另一路，日军十一军第九师团1000余人沿阳新的荻田桥、浮屠街、沿埠头一线与万福麟部交战，经三溪口直逼金牛。17日晨5时，日军向守备三溪口之一一六师三四六旅六九。团发起猛攻，施放毒气，守军多因中毒身亡。日军逐突破三溪口、花犹树防线。21日，日军在黄龙山区遭国民党第二兵团李延年之十一军团、三十二军团的顽抵抗、无法前进。23日，中国军队在杨桥附近与日军激战，旅长朱炎晖阵亡。24日，日军迂回至三十二军团北侧，突破三十二军团防线继续西进，26日攻占金牛。次日晚，日军第九师团到达贺胜桥，切断粤汉铁路线。至此，大冶地区全部失陷。
然而，在这场生死决战中大冶军民的英勇抗敌，使日本侵略军损失惨重，极大地阻滞了其对武汉的进占，使武汉军民能从容撤退，避免了南京大屠杀悲剧的重演。