卢布林防御战在远征军未曾估计的时间开始了，德军的进展超出了石大寿的预计，也超出了王明远的预计。而战役甫一开始，21军遭遇了远征军入俄以来的第一场大败。
远征军总部的战役计划已经通知了张作相少将，21军的任务是拦头，挡住德国人锋利的矛头等待主力的拦腰一击。这个部署不出张作相所料，但引起了郭松龄准将的不满，“按照这种平庸的部署，为何不让第3军也靠过来？这不是借刀杀人吗？”
“不准说这种话！”张作相严厉地制止了郭松龄，“你留在军部，我到63师督战，我们已经退无可退，未经命令不得放弃一寸阵地！违令者就地枪决！”
王明远素有仁慈之名，但不等于不会开杀戒！特别是对于21军这种非主流部队。司令官的命令很清楚，必须固守卢布林并保证卢布林向东的道路畅通。21军在抵达卢布林接到固守该城的命令后，张作相带着师团长们实地勘察了地形，部署62师于城东，63师于城南，61师一部于城西，该师主力为师预备队。
这是一个中规中矩的部署，挑不出什么大毛病。但将战斗力最弱的63师置于城南方向而将主力61师当做预备队值得推敲。国防军的师是最大的战术兵团，配备了完备的辅助部队，炮兵、工兵、骑兵、辎重、医护一应俱全，可以独立承担各种任务。在这种情况下。将最强的师充作预备队就值得商榷了，因为不可避免地要拆散使用，也就难以发挥主力师的作用了。
结果真出现了张作相不愿看到的结果。挟击败俄军长驱直入威势的德军一下子就压倒了63师。
担纲攻击矛头的德军第20军是东线德军久负盛名的部队，为了完胜波兰战役，东线德军在霍夫曼参谋长的主持下进行了战术革新，特别总结了筑垒地域突破的经验和教训，总结出了一套相对先进的战术，在最大限度地集中兵力于一点的前提下，重新研究了步炮协同、空地协同、战斗工兵的使用及分队渗透。一些战术的成型受到了中国人的启发，比如青岛战役中华军战斗工兵的使用给了德军深刻的印象。而普洛耶什蒂战役中国夜袭成功也“教育”了德国人。有着深厚军事素养的日耳曼民族本就是一个善战的民族。德军的总体素质肯定高过了华军，所以这些东西学起来并不难。
德军在克拉科夫的突破证明了新战术的有效，德国人当然不会再犯西线的错误了，所以在卢布林的进攻战中继续使用他们越来越得心应手的攻坚战术。
负责波兰战役总体策划的马克斯。霍夫曼当然不会忽略华军。罗马尼亚战役已经证明了华军较俄军更难对付。所以霍夫曼设计的南路德军在向华沙的进攻中摆出了两路攻击的阵型。一来是受制于道路。更主要的原因是担心从乌克兰扑过来的华军。其在维斯瓦河东岸运动的德军主要的任务就是对付华军。霍夫曼为其配备了最强的部队并亲自指挥这一路。
在基本判明华军集结区域后，霍夫曼判断，华军自乌克兰西进波兰。其进兵方向不外两条路，一条是自日托米尔——克罗斯坚——科韦利——卢布林，另一条路就是从利沃夫到热舒夫。仔细权衡各种因素特别是后勤因素后，霍夫曼认为华军自利沃夫西进的可能性更大。利沃夫不仅是俄军西南方面军司令部所在地，也是俄军西南战区的后勤补给中心，重装备超过俄军的华军部队不可能不利用利沃夫的物资。所以，霍夫曼拿出了针对华军的方案——以一个加强的精锐军为前锋，力争在华军主力进入波兰之前越过斯塔洛瓦沃拉，越过华军的预定阻击线闪击卢布林并占领这个要点，调动华军以争取主动权，主力则在塔尔努夫——斯塔洛瓦沃拉一线设置伏击圈，当卢布林告急，华军主力必然北上，就会钻进他精心设计的伏击圈而遭到迎头痛击。在击败华军后，德军将解除后顾之忧，行动完全自由了。
军事指挥官最主要的功课之一就是计算，所谓的运筹帷幄其实就是做数学题。对于外行相对神秘的军事指挥领域，作战指挥就像解方程，这道方程式中有常数也有变数，己方兵力、装备、补给等都是常数，形势、敌方兵力等因子则是变数。所以，中国古代兵圣孙武才有“多算胜，少算不胜”的教诲。所以，情报的准确自古至今就是将帅们最为关心的问题。
在这场中德军事对决中，中德双方主要指挥官都没有搞准常数，更遑论变数了。
首先是双方都没有准确地搞清楚对手的兵力。中国远征军因初来乍到且蹲在远离战线的乌克兰，获取敌情的渠道主要依靠俄军的情报，程建国少将率领的航空兵团倒是抵达了前线，一来受制于机场数量，飞行部队正在陆续转场抵达，更主要为了不暴露远征军的空中实力，叶延冰一直未允许展开大规模侦察。对于德军在波兰方向投入的兵力自然就搞不清了。俄军通报沿维斯瓦河东岸突向卢布林的德军约10个师，实际情况是整整14个师！霍夫曼将军将主力置于维斯瓦河东岸了，他不击败华军就不能安心进行波兰战役。
而德军对于华军兵力的估计也出现了大偏差。德军一样搞不清华军的实际情况。只知道华军后续部队正在抵达乌克兰，而切尔诺夫策附近的华军一直未动。因此德军统帅部判断华军投入波兰的兵力总数在15个师左右。这显然低估了远征军的实力。
双方既不明确对方的实力，在战略上也多有判断失误。德军没想到华军两路分兵。一路是21军和3军，走北路进入卢布林一线，但两个军隔着三天的路程。石大寿指挥的另外五个军则走了南路，从利沃夫方向进入波兰。远征军的计划是由21军和3军拦头，主力拦腰截击自斯塔洛瓦沃拉向卢布林运动的德军，在卢布林以南合围歼灭其主力。在罗马尼亚战役之后，远征军对战德军的信心提升了，觉着以21个师配属重炮兵及空军，击败10个师的德军不在话下。之所以将第3军置于卢布林方向，完全是出于道路问题。石大寿要求3军隐蔽行踪。不急于进入波兰。以免吓住德国人导致战役计划的落空。所以卢布林方向只有一个提前进入波兰的21军。
德军的速度超过了石大寿预计，他没想到斯塔洛瓦沃拉在开战四天后就陷落了。这样一来，德军在维斯瓦河东岸的军队有可能逸出自己预定战场而迅速北上，他亲自指挥的五个军就只能追击德军了。所以他命令21军固守卢布林。而命阎树林指挥的第3军火速西进。与21军靠拢作战。不得让对手一兵一卒越过卢布林一线。
而德军获知卢布林出现了华军后，越过斯塔洛瓦沃拉的德军第20军没有犹豫，直扑卢布林。那是德军计划中一个必取的要点，
波东战役就这样爆发了。
21军进入卢布林后，张作相没有考虑利用城市阻击德军，而是将防御阵地设在了城外。在华军将领的习惯性思维里，一般没有打巷战的念头，倒不是畏惧巷战的残酷，而是舍不得打碎了精美的建筑，中国实在是太穷了，即使在异国他乡，将领也舍不得战火毁掉城市。
张作相将21军主力师61师摆在了城南，将62师一个加强了炮兵的步兵团摆在了城西，为了保证东面道路（3军必定要使用这条大路）不被切断，63师放在了城东。62师主力（张作相的总预备队）和军部直属部队则留在城内。
这是一个中规中矩的部署，方案当然上报给了石大寿上将。石大寿没有提出意见。他也提不出意见，因为他根本就没有去过卢布林。
但令21军首长们意外的是德军20军根本就没有主攻城南阵地，他们将主力放在了城东，第一天就突破了63师的阵地。由于63师的疏忽大意，也因为63师战斗力弱，当德军突破188团1营阵地突向后方时，指挥预备队反击的188团团长中炮阵亡，导致了188团的溃散，师部急令左翼189团反击，却被士气高昂的德军打垮，连师部和炮团都受到了严重威胁，紧急转移至187团阵地才避免了更为严重的损失。
仅仅一天，张作相的左翼就崩溃了。
德国人长途奔袭，采取非常规打法是很正常的事，他们严重缺少拖曳困难的重炮，自然不会强攻华军的既设阵地。这算不得什么高招。波兰平原和寒冬季节为德军迂回提供了便利，战争就是这样，总是青睐于因地制宜不循常规的将军。
从未设想过的局面出现了。自然令张作相和郭松龄气急败坏，他们还想着在卢布林打一个漂亮仗为21军及老长官争光呢。现在却面临截断退路独立作战甚至被合围的危险了。63师的失败原因很多，军部没有派出小部队前伸，缺乏有效的侦察是其中重要的一个原因。但63师未构筑坚强的防御阵地的主要因素。国防军野战筑工有着完善的条例，但63师认为自己不是主要的作战方向，偷懒了，事后检讨的所谓严寒地冻、地下水位过高不能挖掘战壕都是借口。大片的森林完全可资利用，但他们却不知变通。而师部在188团出了问题后的应对措施也很糟糕，那个时候的正确应对不是急于反击突破口，而是命另外两个团固守原有阵地用火力封锁突破口以待援军。
张作相不敢动城南的61师，只好拿出总预备队62师的两个步兵团向东反击，企图挽救63师。而另一支德军则于开战的第2天下午攻击了卢布林以西华军阵地，击破了62师的那个加强团，迫使其向城内撤退。
21军面临被合围的危险。
德军在卢布林东西两翼的得手，严重误判了21军。张作相和郭松龄联名给石大寿上将的求援电报中夸大了德军的兵力，认为攻击卢布林的德军至少有两个军！请求第3军火速增援！
这份电报令石大寿焦虑万分。他迅速回电，严令张作相不得放弃卢布林，如果判断城外阵地不能收复可以将部队撤入城内固守。同时严令阎树林火速西进接应张作相，一面急令南路主力加速行动。张作相的求援电误导了石大寿，他现在懊恼自己的动作太慢了，德军主力显然已经涌向了卢布林，所有的计划都乱套了。现在他只能希望阎树林的第3军靠过去后可以挡住德军，自己再从南面压过去。但他必须考虑维斯瓦河西岸的德军行动，原先反复研究认为横直不会输的战役变得前途莫测起来。石大寿在给王明远的电报中提出了可能的危险，建议至少将第9军西调以防万一。