第三战区第军的第63师等部在金华、兰溪一带抗击鬼子的时候，战区对衢州地区的防务，在原计划基础上作了适当的调整：
令第10集团军王总司令指挥第86军莫军长、第49军王军长、第74军王军长担任衢州及其以南地区的作战，指挥所位于后溪街。【aiyoheng】
令第32集团军上官总司令指挥第25军、第26军担任衢州以北地区的作战，指挥所位于常山。
其作战方针是：
以1个军固守衢州，诱敌胶着于衢州外围，尔后以4个军实施南北夹击，包围鬼子而歼灭之。
以上5个军，5月底以前均已先后到达了预定的地区，进行战备。
1942年5月30日，鬼子第13军侦知第三战区在衢州附近集结兵力，判断第三战区军“企图进行顽强抵抗”，于是设想“将第15师团转移到衢江南岸地区，保持重点于左翼，由衢州两侧地区突破并分割敌阵地，一举歼敌于战场”。
同时“将小菌江旅团对丽水方面的作战推迟到衢州进攻战以后再开始，而将该旅团调至龙游附近防备北方的第26军及南方号称精锐部队的第74军的侧击”。
据此设想，第13军于1942年5月30日在金华指挥所下达了甲字第103号作战命令。
1942年6月1日，鬼子各部队均已到达规定的进攻出发地位，第13军战斗指挥所也由金华推进至龙游。
1942年6月2日，第13军令小江旅团派出1个支队，进至灵山镇附近，对南方警戒，掩护军的左翼侧。
令第70师团以一部兵力担任龙游警备，并确保至金华的后方交通线。
与此同时，其他第一线各部队均派出一部兵力驱逐守军的警戒部队及攻击守军的前进阵地。
至当日晚，相继进至守军主阵地带前沿阵地之前。
1942年6月3日拂晓，鬼子第32师团、第116师团在衢江以北，河野旅团、第15师团、第22师团在衢江以南对衢州发起全线攻击。
当时负责衢州城郊防守的第86军兵力部署为：
第67师附第16师的第46团主力及1个独立炮兵团，防守衢州城东南樟树潭、西伯陇及飞机场等处据点群阵地。
第16师（欠第64团）附1个山炮营，防守衢州城西北茂坞、九里山一带据点群阵地。
第16师第46团第2营防守衢州城核心阵地。
第86军军部及直属队位于衢州城内南部。
衢江以南守军第一线的第58师、第40师及第67师分别与日军第22师团、第15师团及河野旅团激战终日，第58师撤至黄坛口一带，第40师及第67师先后撤至乌溪江西岸防守。
至傍晚时，鬼子各部队均进至乌溪江东岸，其第15师团一部突进至乌溪江西岸，迫使第40师再退至棠埭坞。
衢江以北守军第16师茂坞、孔家山等处阵地全被鬼子第32师团攻占，部队大部溃散及伤亡，师长曹振铎率残部退入城中与其第64团会合。
鬼子第32师团一部进抵距衢州城北门仅2公里、衢江北岸龚家埠一带。
其主力继续进攻石梁市附近阵地。
守军第105师退至西镇。
负责固守衢州城郊的第86军军长莫与硕见形势严峻，竟以收容第16师溃散部队为借口擅离职守，出城向江山方向逃去，军直属部队亦大多随之离去。
衢州防守战斗由副军长陈某某接替指挥。