1938年10月2日，探知日军第106师团孤军深入万家岭后，薛岳当机立断，决心集中兵力剿灭这支孤军。薛岳将作战计划上报国防部后，立马获得了批准，蒋介石为了支持薛岳的围歼战，甚至不惜破例默认了被薛岳擅自截留的原本打算调到其他地方作战的中央军主力第74军和187师。薛岳将军集中了第66军、第74军、第187师、第139师的一个旅、第91师、新编第13师、新编第15师的一个旅、第142师、第60师、预备第6师、第19师，会同负责正面阻击106师团的第4军共计11万人，向106师团四周运动，形成了一个渐渐收紧的包围圈。10月4日，意识到106师团被中国军队包围，冈村宁次命令106师团向北推进，靠拢右侧的第27师团，并派出飞机轰炸中国军队，企图将这支孤军救出。
松浦淳六郎为了逃命，指挥日军向中国军队疯狂进攻，数十处险要阵地几度被日军攻占，又被中国军队顽强的夺回。战至10月10日，106师团伤亡惨重，联队长以下军官8成以上阵亡，以至于华中派遣军司令官大将不得不临时抽调了200名军官空投万家岭，才保证了106师团残军的正常指挥。中国军队这边的情况也不比日军好多少，负责主攻的74军51师（师长王耀武）多名团、营军官阵亡，153旅副旅长张灵甫亲率400余名突击队员，拼死夺回被日军攻占的战略要地张古山，一战成名。
眼看不能迅速歼灭日军第106师团，薛岳急得在作战指挥室里团团转。自己手上能用的兵力都全部用上了，还是无法达到全歼106师团的目的。而且日军不断向万家岭地区增援，如短时间不能解决战斗，万家岭战役将有可能成为第二个兰封战役。突然，薛岳想到了附近一支闲置的部队，即奉命防守庐山的粤军第66军。
如果66军能够率部增援，歼灭106师团指日可待。但是66军是奉国防部的命令防守庐山的，薛岳无权指挥调动。再说了，66军如果擅自参与战斗，打胜了还好说，打败了是要承担违抗军令的责任，叶肇也犯不着做这样出力不讨好的事情。薛岳灵机一动，一面给66军军长叶肇发电求助，一面向第9战区司令部及武汉行营请示。薛岳虽然属于中央军，但他是广东韶关乐昌人，是粤军老前辈，他当粤军师长的时候，叶肇还只是粤军中的一名连长。有了这层关系，叶肇对薛前辈还算客气，再加上66军处境也非常的尴尬，与其等日军占领江西后打游击，不如豁出去搏一搏，给自己及66军的弟兄们寻找一条好的出路。叶肇说干就干，毫不犹豫就同意了增援万家岭，指挥1万余人的66军迅速赶到了万家岭战场。
1938年10月10日凌晨，中国军队攻到了第106师团师团长松浦淳六郎藏身处不到10米的地方，却因为野草茂盛，没有够发现这位已经准备切腹自*的日军高级将领。至11日，106师团残部退至雷鸣鼓刘、石马坑刘、桶汉傅、松树熊等不到5平方公里的地区内固守待援。冈村宁次严令各部不惜代价，增援万家岭。眼看歼灭日军106师团的目的已经达到，中国军队自身伤亡也比较惨重，士兵因为连续作战极度疲劳，还有被日军反包围歼灭的危险。于是薛岳下令让各部依次撤出战斗，结束了这场振奋人心的围歼战。106师团长松浦淳六郎捡回了一条小命，率领2000余残军逃了回去。
