桂林保衛戰從1944年10月28日日軍發動主攻至11月10日桂林淪陷而告終，當時桂林守備軍戰鬥序列如下：城防司令中將韋雲淞，參謀長中將陳濟桓，三十一軍軍司令部及直屬部隊、軍長賀維珍，副軍長馮璜(調出城)，三十一軍參謀長呂旃蒙，三十一軍一三一師師長闞維雍，副師長郭少文，四十六軍一七零師師長許高陽，副師長巢威。
桂林保衛戰中國軍隊有隻有2萬人，日軍則有近7個師團，15萬兵力，300多輛坦克，30餘架飛機
桂林守軍原爲國民革命軍第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後調師第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，後又把第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於一個團而已，在後來的戰鬥中也編入了第131師。
統帥部的開始的意思是要全部放棄桂林、柳州一線，但是後來白崇僖又要求堅守桂林，爲日後反攻爭取贏得時間，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1萬2千餘人，加上後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，戰車防禦炮4門)，大部分廣西民團和少部分桂軍士兵拿的還是土槍。
1944年10月26日，日本第6方面軍命令11軍攻佔桂林，以58師團爲主攻，在重炮兵第14、15聯隊，獨立野炮第2聯隊，獨立重炮第6大隊，戰車第3聯隊配合下由靈川急進，進攻桂林北門和西門;第40師團在獨立山炮第2聯隊的配合下由興安向桂林東門進攻;第13師團進攻南門;11月6日完成對桂林的包圍。
國民黨第4戰區於11月7日命令第16集團軍副司令韋雲凇指揮31軍131師和46軍170師防守桂林，同時79軍、93軍和新19師在桂林附近集結，準備對日軍進行作戰。由於桂林已經被包圍，實際上外圍部隊均未能到達指定位置，城內僅2個師守軍。
11月8日夜間日軍第40師團236聯隊攻入市區，與守軍發生巷戰，9日凌晨第58師團發動全面進攻，虞山、鳳凰山、扁崖山各地中國守軍全部陣亡，9日夜間，四面日軍均已攻入市區。南部守軍170師發生動搖，向西南方向撤退，與日軍37師團遭遇，先頭部隊被俘1000餘人。後續部隊被迫返回市區繼續與日軍戰鬥，戰至10日下午，桂林全城被日軍佔領。守軍除第16集團軍副司令韋雲凇和31軍軍長賀維珍率領少數幕僚逃出外，桂林防守司令部參謀長陳繼恆、31軍參謀長呂旃蒙、170師副師長鬍原基以下官兵2400餘人在戰鬥中陣亡。戰後根據日軍11軍統計，桂林戰役國民黨軍隊陣亡5665人，被俘13151人。損失了大量武器彈藥。
