桂林保衛戰是地方軍抗戰的縮影，在抗日戰場上，桂軍、西北軍、湘軍、川軍、滇軍等等，在外敵入侵，民族危亡的時期，他們依然表現出了中國人應有的血性，為拯救民族的危亡做出了重大的貢獻，像淞滬抗戰中，湘軍士兵在進入戰地時都要對周圍的人說：“來世再見”，桂軍士兵光著膀子挺著刺刀與日軍坦克“肉搏”，川軍的一個師與日軍激戰僅存數百人等等，這些都是中華民族的永不屈服的象征。

1944年，日軍在其?？罩髁Ρ幻儡娤麥?、海上交通線被切斷之后，實施“一號作戰計劃”，目的是建立從華北到越南的“大東亞交通線”以支撐戰爭，并摧毀美軍在華中、華南的空軍基地，削弱美軍利用這些基地轟炸日本本土的能力。日軍在1944年發動了被中國稱為“豫湘桂戰役”的大規模作戰，連克河南、湖南，除了在湖南衡陽遭到了中央軍第10軍的頑強抵抗外，一路所向披靡，國民黨軍大部分潰不成軍，日軍近7個師團，15萬兵力，300多輛坦克，30余架飛機，大量重炮集結于桂林一線，準備進攻桂林。

1944年10月26日，日軍第六方面軍司令官岡村寧次下令主攻桂林市的第十一軍團（軍團長橫山勇中將）于27日開始行動。桂林守軍原為國民革命軍第31軍（下轄第131師和第188師）、第135師及部分地方守備部隊，系桂系部隊。在戰役開始之前，上層又把第188師調出，以第46軍的一個大部分是新兵的后調師第170師來替換，同時把第31軍副軍長馮璜及第131師第391團調出桂林，后又把第135師和地方守備部隊也調走，這就使得桂林守軍只剩下缺少一個團的第131師和第170師。第170師說是一個師，其實兵力也僅僅相當于一個團而已，在后來的戰斗中也編入了第131師（也有一種說法是第170師沒有直接參加桂林戰役，只是和日軍接觸一下就退出桂林了），而國民政府統帥部的開始的意思是要全部放棄桂林、柳州一線，但是后來白崇僖后來又要求堅守桂林，為日后反攻爭取贏得時間，所以在15萬裝備精良的日軍面前，桂林守軍只有廣西桂軍第131師這一個師1萬2千余人，加上后來從各地自發進入桂林城的廣西地方民團，總兵力不到2萬人，沒有坦克飛機，只有22門火炮（加農炮2門，山炮12門，高射炮4門，戰車防御炮4門），大部分廣西民團和少部分桂軍士兵拿的還是土槍而已，但是桂林守軍都抱著必死決心與桂林共存亡，所以士氣十分高漲，而且守軍立足于主要與日軍打巷戰，他們把所有的房子都修成了碉堡，在所有的路口都建了防御工事，所有的水井都下了毒，實行焦土抗戰。廣西地方民團更是組成了數千人的敢死隊，他們的任務是身上綁上手榴彈或者炸藥，然后用自己的身體炸毀日軍的坦克和登陸艇。

1944年10月28日，日軍十幾萬人馬大舉進攻桂林，桂林保衛戰開始。日軍在飛機大炮的掩護下向桂林城外的屏風山、貓兒山等四個據點進攻，駐守該地的桂軍2個營700余官兵頑強抵抗到次月4日屏風山、貓兒山等陣地失守，日軍開始直接進攻桂林城，并且派登陸艇試圖從水路攻擊桂林，桂林守軍進行了異常頑強的抵抗，日軍曾經27次沖入桂林市中心，都因為陷入巷戰的泥潭使得損失慘重而不得不撤出，日軍曾經想從漓江迂回進攻桂林，但是被桂軍準確的火力殺傷大半，地方民團敢死隊甚至身上綁上手榴彈劃著竹排去炸毀日軍的登陸艇，日軍僅僅在漓江上就付出了陣亡幾千人的代價，在水上戰斗激烈的同時，城區巷戰也始終處于白熱化狀態，日軍第58師團師團長在日后的戰報中稱：“我師團在桂林遭到了廣西當地土著武裝的頑強阻擊，這些土著武裝的裝備雖差，但是極為兇悍，至死決心甚濃，其勇猛為我軍遠遠不及，我軍士氣低落到極點……”日軍下級軍官也有過這樣的記錄：“自小聽說之桂林景色宜人，為世之罕見，但今日我軍遭到了自戰爭以來最兇猛的抵抗，城中到處都是槍聲，到處都是地雷，全城都在肉搏，我大隊900余人在戰役結束后僅剩70余人，且多為傷兵，在戰后從敵軍死尸上發現桂林之敵軍的武器竟然大多為我國40多年前已淘汰的火槍，如此簡陋的武器居然令我們遭受到如此巨大的傷亡，雖為敵人，但亦為之忠勇精神而感概。”從此也可以看出日軍傷亡之大和士氣的低落。

11月7日，日軍見強攻傷亡巨大，急忙使用了大量的毒氣彈攻擊桂林各處守軍陣地，守軍中大多數沒有見過毒氣，不知道躲避，所以大量中毒死傷，其中800名桂軍士兵（多為傷兵）在七星巖抵日軍數日，日軍在損失了近千人后向七星巖內施放毒氣，七星巖內桂軍官兵大量中毒，日軍此時沖入其中，很多桂軍士兵用剩下的一點點力氣射擊日軍并同日軍肉搏，但終因中毒后力竭和彈盡糧絕而全部犧牲。

1944年11月10日桂林城陷落，按照日本防衛廳戰史研究室《一號作戰：廣西會戰》的記載，中國軍隊“戰場遺尸5665、俘虜13151人”。據桂林城防司令部司令韋云淞戰后所寫的《桂林防守軍戰斗要報》記載：桂林保衛戰中，中國軍隊傷亡約9000人，日軍傷亡6000余人。由桂林保衛戰的激烈程度之所以被日本人排在衡陽保衛戰之前，原因是桂林守軍的裝備要比衡陽守軍的裝備差得多，且不少還是地方武裝，更重要的是桂軍始終沒有一名士兵在“清醒”的狀態下投降（被俘虜的守軍全部是被毒氣弄得昏迷不醒了的），就算在彈盡糧絕，身受重傷的情況下仍然抵抗到死，而且根據不少日本人的回憶錄，在參戰的廣西民團中，有不少還是滿頭白發的老人。