1942年4月18日，美国“杜立特尔行动”轰炸东京之后，引起了日本朝野的震惊和恐慌。
日本军方对本土的防空能力开始产生怀疑，而以中国衢州为代表的浙江省航空基地，则成为牵制日本本土防空的最大障碍。
于是，日本军部在蒙羞之后，决定发动摧毁以衢州军事机场为主要战略目标的“浙赣战役”。
1942年，日本大本营于4月21日向驻南京的中国派遣军总司令畑俊六元帅下达作战命令。
4月30日，日军大本营又下达了“大陆命”第621号命令：“中国派遣军总司令官应尽快开始作战，主要是击溃浙江省方面之敌，摧毁其主要航空基地，粉碎敌利用该地区轰炸帝国本土之企图。”
指示使用兵力，“以第13军的主力和从第11军及华北方面军抽调的部分部队组成，以40余个步兵大队为骨干。”
畑俊六元帅和驻上海的第13军司令官泽田茂对大本营的作战企图及兵力部署有不同意见，认为破坏衢州等机场后再撤回来，衢州很快即可修复利用，而且仅以击溃敌军为目的也太消极。
于是决定改变作战目的及部署，增大使用兵力，扩大作战规模：
“以歼灭第三战区(顾祝同部，驻江西铅山)之敌为主要目的，占领飞行基地为次要目的”。
“以约80余个步兵大队为骨干”，以第13军使用58个大队“从杭州方面向东部第三战区进攻”，以第11军使用27个大队“攻击西部第三战区军，以策应第13军”。
日军甚至企图打通浙赣线，作战名称也从原定的“浙江作战”改为“浙赣作战”。
从5月14日开始，先后在奉化、上虞、绍兴、萧山、富阳集结完毕的日军第13军第一线部队，兵分数路，先后发起进攻。
日军第70师团从奉化、溪口地区开始行动，向永康方向发起进攻;
第22师团从上虞向东阳方向进攻;
河野旅团从绍兴向义乌方向进攻;
第15师团从萧山经诸暨向浦江方向进攻;
第116师团从富阳向建德方向进攻，第32师团则紧紧尾随其后。
重庆方面发现第三战区当面日军军事企图后，于是从第九战区调集第74军、第26军两个主力军及装备精良的预备第5师加强第三战区。
第三战区司令长官顾祝同命副长官上官云相进驻淳安，指挥驻钱塘江北岸各部队。
命第10集团军总司令王敬久指挥钱塘江南岸各部队及金华、兰溪守军。
后又另行组建第25集团军，以李觉为总司令，进驻缙云，指挥浙南各军。
根据掌握的敌情，第三战区还制订了一个预期在金华地区与日军决战的保卫金(华)、兰(溪)、汤(溪)的作战指导方案。
然而国民党军事委员会予以否决，并于5月17日下达了“在衢州地区决战”的命令：
“务将王耀武军(第74军)、丁治磐军(第26军)、王铁汉军(第49军)三军集结衢州附近，切勿控置于金、兰一带被敌逐次消耗。我军方针决在衢州附近决战，不可变更。”
第三战区依照军事委员会的指示，于5月22日重新制定了“保卫衢州作战”的指导方案，并立即实施。
5月30日，日军第13军空中侦知第三战区在衢州附近集结兵力，判断第三战区军“企图进行顽强抵抗”。
于是将第15师团(该师团长酒井直次郎在进犯兰溪时，触雷毙命)转移到衢江南岸地区，保持重点于左翼，由衢州两侧地区突破并分割敌阵地，一举歼敌于战场。
同时将小菌江旅团调至龙游附近，以防备国民党北方的第26军，及南方号称“精锐部队”的第74军的侧击。
6月1日，日军各部队均已到达规定的进攻出发位置，泽田茂第13军战斗指挥所也由金华推进至龙游。
3日拂晓，日军第32师团、第116师团在衢江以北，河野旅团、第15师团、第22师团在衢江以南对衢州发起全线攻击。
当时负责衢州城郊防守的莫与硕第86军兵力部署为：
第67师附第16师的第46团主力及1个独立炮兵团，防守衢州城东南樟树潭、西伯陇及飞机场等处据点群阵地;
第16师(欠第46团)附一个山炮营，防守衢州城西北茂坞一带据点群阵地;
第16师第46团第2营防守衢州城核心阵地;
第86军军部及直属队位于衢州城外钱家山。
衢江以南守军第一线的第58师、第40师及第67师分别与日军第22师团、第15师团及河野旅团激战终日，第58师撤至黄坛口一带，第40师及第67师先后撤至乌溪江西岸防守。
至傍晚时，日军各部队均进至乌溪江东岸，其第15师团一部突进至乌溪江西岸，迫使第40师再退至棠埭坞。
衢江以北守军第16师茂坞、孔家山等处阵地全被日军第32师团攻占，部队大部溃散及伤亡，师长曹振铎率残部退入城中与其第64团会合。
日军第32师团一部进抵距衢州城北龚家埠一带，其主力继续进攻石梁附近阵地。
负责固守衢州城郊的第86军军长莫与硕见形势严峻，竟以收容第16师溃散部队为借口擅离职守，出城向江山方向逃去，军直属部队亦大多随之离去①。衢州防守战斗由副军长兼67师师长陈颐鼎接替指挥。
3日，夜降大雨，江水暴涨。至4日晨，衢江以南日军，除第15师团徒步部队已徒涉至乌溪江西岸外，其余部队全被阻于东岸。
4日晚，第22师团一部徒步部队亦进至西岸;河野旅团少数步兵曾在已炸毁的铁路桥处以橡皮舟潜渡乌溪江，但在守军第67师反击下，已渡者全被歼灭。
衢江以北日军，第32师团于傍晚进至衢州西南9公里附近，一部渡至常山港南岸，切断了衢州至常山的联络线;第116师团进至衢江北岸附近。
中国守军各部根据第三战区的命令，均在进行反击的准备：
第74军一部在向北推进途中与南下的日军第15师团主力遭遇，发生激战。
突然接到军事委员会“避免在衢州决战”的命令，第74军主动撤至黄坛口以南山地防守;
第40师在日军第15师团一部攻击下，退至江山港北岸，改归第49军指挥;
第105师与日军第32师团激战后，撤至常山港南岸招贤附近防守。
6月5日，日军第15师团在航空兵掩护下，集中兵力猛攻衢州南郊阵地，激战至午后，突破落马桥阵地，守军第67师退守衢州南关;