第三阶段
日军在重创第10集团军、完成第二期作战后，即向北转用兵力，企图再次从南北两个方向以钳形攻势捕歼第六战区江防军主力于石牌、清江之间。日军第三期作战，预定从5月21日展开始，企图击溃第6战区在宜昌对岸长阳地区的第10集团军、江防军的主力，最后打开宜昌通向下游的长江水路，使其缴获而滞留在宜昌的53艘机动船只得以下航
日军第11军下达准备转入第三阶段作战的命令：令第3师团于在茶园寺附近集结；令第13师团于进入全福冲附近和渔洋关附近一线；令野沟支队在枝江南方地区集结；令独立混成第17旅团于从公安附近出发，占领大堰?西南方高地一带，佯装进攻常德，同时在军主力对宜昌西方地区作战时，在其后方担任掩护。第三阶段发起攻击。根据以上命令，第3师团于19日到达茶园寺及其西北地区集结。其他部队也按时在指定地点集结。新参加第三阶段作战的第39师团于20日在宜昌东南的云池附近集结；野地支队集结在宜昌。各师团集结后迅速进行作战准备
第三期作战准备一经就绪，11军即准备结合第39团由扬子江畔发起的攻击，首先歼灭长阳周边的****部队，继之，结合野地支队向宜昌西方地区突进，捕捉歼灭该地区的****守军。为此，11军于5月19日作了部署：第3师团于5月21日凌晨发起攻击，进入长阳附近，并准备北进，一部在宜昌以西策应野沟支队作战；第13师团进入全福冲、渔洋关之后，继续进入都镇湾（都正湾）附近，并准备北进；野沟支队于5月22日凌晨发起攻击，进入宜都西侧地区；第39师团于5月21日夜渡江后准备北进；野地支队从宜昌对岸向西突进，切断11军主力方面中**队的退路
第六战区代司令长官孙连仲根据日军行动，判断其将向江防军方面继续进攻，遂于17日22时下达命令：令第10集团军在现地实施持久战，置重点于左翼，确保聂家河、仁和坪、子良坪之线；令江防军确保石牌要塞，右翼与第10集团军切取联络；同时令第67师脱离第10集团军的指挥，归还江防军第86军原建制。
第六战区司令长官陈诚返回恩施长官部，开始指挥作战。军事委员会为应鄂西之急，令第79军及第74军驰援常德。此时仅第79军先遣暂6师到达常德，其余各部刚分别进至临澧和宁乡附近地区。
凌晨，日军第13师团及独立混成第17旅团首先开始行动。第13师团分两路从暖水街、刘家场向皮家冲、三溪口守军第43师及第121师阵地进攻，迅速突破第一线阵地，于20日进至子良坪、仁和坪一线。第17旅团由公安出发，在王家厂击退新23师警戒部队，进至以西高地一带，以一部与樊家大山守军新23师一部对峙，主力佯作进攻常德之态，掩护其进攻部队展开和保障其南翼侧的安全
21日晨，日军第3师团、第13师团分由茶园寺、仁和坪和牯牛岭附近向当面守军暂35师、第121师及第118师王家畈、曾家坪等处阵地进攻。迄22日晚，第3师团渡过渔洋河，占领了聂家河、磨市；第13师团进至渔洋河南岸，占领了渔洋关。与此同时，驻枝江的野沟支队与国民党投降日军被改编为汪精卫伪军的第29师协同，攻占了宜都。守军第67师部队绕道撤至磨市以北。第39师团从云池附近渡过长江，在未遇任何有力抵抗的情况下进至汪家棚地区。
23日拂晓起，除占领宜都的日军野沟支队及伪军仍留原地警备外，日军第39师团、第3师团和第13师团均集中全力，分由汪家棚、磨市、渔洋关附近地区向第10集团军及江防军正面展开全线攻击。战况激烈。守军减员甚多，战斗力严重下降，虽经奋力阻击，终因力不从心，被迫逐次转移。24日，日军第39师团进抵西流溪，第3师团攻占长阳，第13师团攻占都镇湾。各部均到达清江南北两岸地区时，日军控制于宜昌地区的野地大队也由宜昌长江南岸桥头堡地区向西进攻，企图切断守军北撤的退路。此时战场的中心已移至清江、石牌间地区，江防军成为整个会战的焦点。此时第79军已到达常德，第74军进至桃源，由河南新野调来的第30军的先头部队已至榔树店，主力在续进中。
就在第六战区计划反击的当天（25日），日军第11军也再作部署：准备向石牌—木桥溪一线追击江防军，捕歼于宜昌西方山地。令第3师团经牵牛岭西麓向抱桐树附近追击；令第13师团歼灭洲家口之敌后，向木桥溪方向追击；令第39师团一并指挥野地支队向大朱家坪附近追击。在上述期间，使宜昌附近的船舶下航
日军依然连续发起猛攻。江防军方面战况激烈，第139、第67、第5、第18师阵地正面尤为剧烈，日军付出极大伤亡的代价才能推进几十米。由于日军炮火的轰击和航空兵的轮番轰炸，守军阵地多被摧毁，人员伤亡也极大。27日夜，江防军总司令吴奇伟下令向三汊河、木桥溪、曹家畈亘石牌之线撤退。
27日，日军控制下的船舶53艘（16000余吨），在里见金二