白崇禧根据蒋介石“死守桂林三个月”的命令，往返于重庆与桂林之间，最终与韦云淞和张发奎等人决定：城内防守兵力为第三十一军阚维雍的第一三一师和许高阳的第一七零师（欠一个团），新编第十九师、第一七五师和第一八八师各抽一个营参加，另有一个山炮连、一个榴弹炮连和一个野战炮连，还有一个炮兵营参与防守。这样，参加防守的总兵力约为一万七千人，包括刚刚征集来的大约六千名新兵。
这点兵力防守桂林，无法照顾周全。守军只得缩小防御阵地，把西南面的主阵地压缩到甲山南北一线，把德智中学、侯山脚与侯山隘等桂林西郊的主阵地都改为前进阵地或警戒阵地，派出小部队卡守山坳的原有工事。无兵把守的工事一律炸毁。
9月21日，日本最高战争领导会议决定制止国内动摇，要让一亿国民全部投入战斗，表明决死一战的顽固态度。
9月下旬，田中久一军以铃木师团、伴健雄师团和米山旅团从广州附近的清远、三水、佛山、江门及台山等地，沿西江及其两侧向西进犯，接连攻陷怀集、肇庆、云浮和德庆等地，24日占领梧州。田中久一又派下河边旅团从雷州半岛的廉江向北推进，进占陆靖和容县，28日与西进的铃木师团占领丹竹和平南，从东南方面对桂柳形成攻击态势。