守新黄河的一线部队炮兵力量极其薄弱，敌人的空军和远程炮火很轻易就可以将其压制。
敌人修复黄河铁路桥的行动可以得到对岸的炮火以及南岸霸王城阵地的火力掩护，进展也很快。
这期间，蒋鼎文集团的大军守在沿河200多公里防线的工事里坐等着敌人的进攻。
直接受到日军架桥行动威胁的汤恩伯集团竟然也无所作为，未向一线增派兵力。
4月17日，空军报告东线敌人的浮桥已经过了新黄河中间线。
18日凌晨，暂编27师阵地上忽然响起了爆炸声，几个一线的碉堡工事在爆炸声中飞上了天空。激烈的枪声响了起来。
两小时后，前线的报告才到达一战区长官部，称：“新黄河中牟段有约200日军偷渡袭扰。暂27师部队正在组织力量围歼。”鉴于敌人的三座浮桥才完成一半，一战区对这个重要的情况竟然未予以重视。
到天亮时，敌37师团大批部队在对岸重炮火力掩护下乘坐冲锋舟登上西岸，暂27师一线阵地全部失守！日军夺取登陆场后，就地加固阵地转入防御。大批的舟船迅速返回东岸接运援兵。敌工兵部队开始倾全力架设原来三座浮桥中的一座，其他两座浮桥被成组的拆下接续到主桥上。18日上午，当中国空军在新黄河以西遭到日机战斗机群拦截的时候，敌人的浮桥已经接通，37师团的坦克和炮兵部队通过浮桥隆隆地驶向西岸。接运第二批步兵部队的船队也再次抵达西岸。37师团主力和独立混成7旅团一部渡过了新黄河。后续部队仍在源源不断地渡河。
刚从皇协军反正的不久的暂27师难以招架日军猛烈的进攻，向西面的阵地纵深退却。
18日下午，日军已经占据了纵深5公里的登陆场。
汤恩伯又表现出了犹疑不定。南线敌军自信阳出发向北攻击。安徽正阳关方向敌军也有向西进攻迹象。邙山黄河铁桥处敌人连日积极修复大桥并架设浮桥，到底哪里是敌人的主攻方向？汤恩伯一面命令各部队坚守阵地，一方面向洛阳方面报告情况，请求蒋长官派部队沿陇海铁路向东增援。这次汤恩伯知道日军集中了大量的兵力，不敢再托大。
可是此时在北面二百多公里的黄河防线上，日军不断炮击骚扰，小股部队佯渡的行动接连不断。一战区长官部回复叶县：“黄河防线也遭到敌人攻击，实在无援兵可派。”
虽然这个答复早在汤恩伯的意料之中，但还是让他气恼不已。最后他决定：以不变应万变，先等一等看战局变化情况再说。
18日下午，前线出现了暂时的平静。敌人的后续部队在不断渡河，入夜，独立第7旅团和骑兵第4旅团大部也渡过了新黄河。
郑州东郊上空发生了几次激烈的空战。一架又一架零式战斗机起火坠落给前沿暂27师官兵暂时壮了壮胆。
18日夜，东部前线只有些零星的枪声。
汤恩伯心中稍安，又开始做起重演1941年一幕的梦来。命令在陇海铁路以南的守河部队准备在敌人战线拉长以后相机向北进攻，夺占敌军登陆场，切断他们的后路。此时路南的守河部队是从皖西、豫东集中到河西的大批游杂部队，军队数量看似庞大，但是战斗力之弱超乎汤恩伯的想象，这战斗力弱的主要原因倒不在于装备和训练，关键问题是这些部队根本不具有战斗的意志。
19日晨，未等路南游杂部队向北攻击，渡过河的敌军在西面巩固阵地后，以独立7旅团、骑兵第4旅团和37师团一部开始沿河向南攻击，冈村宁次不想让当年鲤登行一被切断后路的一幕重演。
攻击进展的顺利超出了日军的意料。这些杂牌部队一触即溃，各部队望风而逃，敌人的骑兵开始了疯狂的追击，沿途到处是倒在铁蹄下的官兵的尸体，惨不忍睹。到19日下午，尉氏县城失守。敌军沿新黄河前进了数十公里后，兵锋转向西指向新郑、长葛，平汉铁路面临被切断的危险。
在东路敌军向南发起进攻的同时，中路日军19日在猛烈的炮火掩护下向邙山阵地发起强攻。此处守军是28集团军85军，这是汤恩伯的主力部队之一，毕竟还有一些久经战阵的能打的官兵。开始守军尚能依托阵地顽强阻击，19日一整天，中路日军进展甚小。
20日，东线敌军从东南方向向郑州迂回，南线溃败的消息出传来，在暂27师部队中引起了恐慌，隐藏在部队中的汉奸特务趁机大肆散布谣言，军心浮动。在敌人的攻击下，暂27师支持不住了，整连、整营的部队放弃阵地向西溃逃，敌军随后猛追，溃军伤亡惨重，郑州失守。
在荥阳附近，守军指挥官命令前沿架起轻重机枪阻止临阵脱逃者越过防线，这与当年对待116团西撤的情形有天壤之别。慌不择路的溃兵乱哄哄地向西南密县、登封方向奔去。尾随而来的鬼子追兵被阻击在了荥阳以东。
此时，汤恩伯接到郑州失守的报告还不怎么惊慌，郑州又不是没有失守过，毕竟自己的主力部队85军还在坚守阵地。
20日下午，战局发生了重大变化。灾难一点一点迫近。随着黄河大桥恢复通行，敌人第3装甲师团的战车开始隆隆驶向南岸。敌人坦克部队过河后迅速向守军纵深突击。坦克集团成建制独立作战，在欧洲战场早已司空见惯，而在亚洲战场除了当年关东军与苏蒙联军冲突时朱可夫的部队使用过，其他大的战役均未见到过。而国军方面事先没有得到敌人装甲第3师团抵达的情报，对这种战术就更没有心理准备了。坦克集团凭借其强大的火力和机动能力，很快突破了85军的防线，迅速向邙山侧后的荥阳逼近，85军在邙山、广武一带的部队面临被合围的危险。
21日，85军放弃广武一线阵地向西南荥阳方向撤退。这是随后一系列撤退行动的开端。
敌人的后续部队源源不断渡过黄河，一线部队机械化步兵、骑兵和装甲部队协同向南猛追。国军的撤退演变成了溃退！荥阳很快失守，85军等部队继续向南边退往28集团军集结的密县、登封一带。东路敌军倾全力向新郑、长葛攻击，22日、23日两城相继陷落。此时前线已经出现了混乱。新郑、长葛的部队西撤时，军用卡车上载满了高级军官的私人物品和家眷。很多士兵竟然还奉令要背上一袋子香烟。
汤恩伯为牟利曾在新郑、长葛、许昌、漯河等地设立多个卷烟厂，此时兵败撤退，很多军官竟然还不忘贩烟生财。
由于生产香烟利润很高，抗战时期，许多有条件的部队都经营此项事业以弥补经费短缺。例如新四军也开设有自己的卷烟厂，生产“飞马牌”香烟在各地甚至敌占区销售，那是为了弥补军费的不足，根本目标还是为了作战。像汤军这样要钱不要命的军队确是古今罕见。
日军东路部队在新郑重新集结后，继续向西进攻，24日，东路、北路敌军在密县会师，密县陷落。28集团军部队向登封一带山地退却。
战役进行了一周，取得的战果之大已经超出了冈村宁次事前的预计。现在他需要时间调整部署、集结后续部队和补充弹药、燃料。25日，安徽日军敌13军部队从正阳关向阜阳发起牵制性佯攻，从信阳出发的敌人11军第11独立步兵旅团也加紧了对确山的进攻。郑州周边的主战场却暂时沉寂下来。只有一处例外，那就是巩县东边虎牢关一带，自敌人占领荥阳后，第110师团一部就开始西进，但是在汜水、虎牢关一带遭到国军第4集团军部队的顽强阻击，自21日到24日，110师团向西发起了无数次攻击，攻击部队伤亡惨重，光是部队的坦克被击毁了5辆，可是始终未能突破守军的防线。这是战役第一阶段，日军唯一攻击未得手的地方。在日军24日开始进行的集结、补充期间，对虎牢关一带的攻击没有停止。敌人空军也加强了对这一地区部队的空中支援。而我国的空军，虽然拥有相对先进的美制P-51战机，但是数量太少，无法在这样辽阔的战区内有太大的作为。
何武庭的暂9师在第4集团军指挥下参加了巩东之战。