1939年11月上旬，国 军第四战区司令长官张发奎由广东韶关调往广西柳州，指挥桂南作战。广东军事由副司令长官兼第十二集团军总司令余汉谋主持。当时粤北前线兵力部署有黄涛第62军，辖陈章第152师、练惕生第157师，驻守佛冈、清远琶江、源潭、花县地区；张瑞贵第63军，辖彭智芳第153师、梁世骥第154师、赵一肩第186师、林伟俦第151师，驻守从化牛背脊、增城派潭、东洞、新丰县梅坑；副总司令兼第65军军长缪培南第九集团军，所辖部队驻在英德县青塘和翁源县华屋，作为第十二集团军的总预备队。第十二集团军总司令部驻翁源县。
12月，此时的日军已经占领了广州、防城港、钦州湾等地，全面封锁了广东南部地区的出海口，而以第5师团为主力的日军第21旅团正在广西境内的昆仑关一带与国 军第200师发生激战。由于担心韶关方向的粤军增援昆仑关，所以驻守广州的日军主力向我军发起了第一次粤北会战。
大敌当前，余汉谋与广东省长吴铁城、广州市长曾养甫带领广东省的党政军机关撤离广州，最终因诸多原因导致广州等地陷落日军手中。对于余汉谋等人是否有失责之说，当时流传于广州的一首民谣是这样唱的：“余汉无谋，吴铁失城，曾养无谱。”
余汉谋带领驻粤的党政军机关撤退至连县后，在英德至河源一带设置防线，开始积极的抵抗。1939年12月，日军为了配合对广西南部的攻势，以近七万人的兵力，从广州向粤北进犯，企图一举歼灭驻守在那里的余汉谋的十二集团军。参加此次战役的日军部队有近卫旅团、第18师团以及第104师团为主力的混合编队约4万人，国 军此时驻守粤北山区的主力是国 军第62军、63军，65军作为战略预备队，加上其他地方武装共约10万人。
12月中旬，日军在航空兵火力的掩护下向62军阵地发起猛烈攻势，国 军官兵在极度缺乏防空武器的情况下，利用地形优势以血肉之躯拼死抵抗，其中发生在英德、翁源的战斗最为惨烈。
当时，余汉谋有12万兵力，虽然武器方面比不上日军，但依托粤北的大山大岭，加上失守广州带来的耻辱，使余汉谋和他的战士们斗志昂扬，决心以此战来报仇雪耻。
1939年12月中旬，占领广州的日军兵分三路，以第104师团为左路，沿粤汉铁路向北进攻英德，先在清远县银盏坳、源潭、琶江口与国 军第62军发生激烈战斗，日军在空军掩护下攻陷横石、英德县连江口地区，第二集团军总司令部遂将驻英德、翁源县的总预备队——第65军调到粤汉铁路方面作战，在英德县高田阻击敌人。战况激烈，双方伤亡较大，互有进退。日军中路近卫混成旅团与右路第18师团则以翁源为主要攻击目标，近卫师团进犯从化、良口。同时右路日军第18师团进犯龙门，攻陷新丰梅坑，第63军奉命阻击。
战斗开始后的头几天，双方激战呈胶着状态，打得异常艰苦。日军飞机轮番轰炸掩护日军前进。日军采取钻隙迂迥战法，致使粤北国 军处于两翼被包围态势。左路日军迫近英德县城，右路日军陷新丰梅坑后迫近沙田和青塘，情况紧急，总司令部被迫转移。随后日军攻陷英德县城、青塘、官渡、新江及翁源县，日军兵锋直逼广东省战时省会曲江，粤北危急。
26日，余汉谋紧急给蒋中正发报请求增援，陈烈奉命率领第54军从湖南省常德、衡山、衡阳南下增援广东国 军。29日，陈烈第54军到达广东韶关。第54军属于中央军精锐劲旅，装备优良，下辖三个师，第14师阙汉骞部、第50师杨文瑔部（师长张琼调出，由副师长杨文瑔接替指挥），第198师王育瑛部，出师前全军将士人人佩带黄底红字“还我河山”臂章，以示杀敌决心。
却说第54军先头部队于29日到达韶关，30日第54军在曲江集结完毕后并没有进入阵地防守，反而是出其不意地在第二天（40年1月1日）对日军展开了令日军震撼的猛冲猛打，一部攻击英德日军，一部攻占新江日军后再行攻击翁源、青塘的日军。日军得知是第五十四军前来增援，已是无心力战，抵抗一阵，便仓惶沿翁从公路败退，第54军乘胜追击，连克翁源、英德，恢复从化、清远、源潭和三水，击溃精锐的土肥原师团，追击日军数百里直逼广州，在广州西北郊区与日军增援部队对峙。日军第十一军司令官冈村宁次在对所部通报时称：“54军是一支不可轻战的顽敌。”
在付出巨大伤亡后，日军 转变策略，抽调近卫旅团的部分兵力组成特遣支队向良口、龙门一带发起进攻，国 军张瑞贵第63军马上调整部署，开始对迂回日军进行截击，不过由于中日两军的火力相差悬殊，63军的许多阻击部队整连整营的牺牲在阵地上，在后方的野 战医院中许多伤兵因无法及时被转运，只能怀揣手雷准备在必要时刻与日军同归于尽。
直到12月30日，由常德火速前来支援的中央军陈烈第54军赶到战场，这支精锐部队刚下火车就马上投入战斗，而且采取了让日军意想不到的正面逆袭，此时由于粤军已经拖住了数万日军长达20余天的时间，其兵锋已成强弩之末，在中央军54军的打击下，日军的阵地开始逐渐被瓦解。此时黄涛第62军得知日军战线出现崩溃的迹象，马上命令部队从牛脊背向日军组织全面反击，在两路国 军部队的夹击下，日军终于支撑不住，丢下数千具尸体逃回了广州，第一次粤北会战胜利结束。
此战国 军牺牲15000余人，击毙日军9800余人，外界本以为粤军部队战斗力较低，无法抵挡日军精锐师团的猛攻，没想到此战粤军不但顶住了进攻，而且在最后时刻全线反 攻打垮了日军。
此次战役能够打败日军的原因，一是黄涛第六十二军攻克牛背脊、良口，拦腰截断了日军的联络线，二是由湖南调来的援军第五十四军能及时到达，并迅即展开猛烈攻击。
第一次粤北战役后，日军败退广州、增城，进行整训和补充。1940年5月上旬，在日军司令官安藤利吉的指挥下，第十八、三十八、一0四师团约两万人，战车数十辆，以及第二十一独立飞行队30余架飞机，再次向粤北进犯。中国守军依托工事在前沿阻击日军，对于深入纵深的日军，则集中兵力进行围歼。经过一个月的拉锯战，日军撤退。
两次粤北战役粉碎了日军北上曲江、韶关，打通粤汉线的侵略计划，保卫了粤汉铁路和粤北地区，挫败了日伪逼降的阴谋，支援了桂南的抗 日作战。两次粤北战役共歼灭 日军两万多人。
1940年2月初，日军从广州湾登陆进入广西，昆仑关再次被日军占领。日军占领昆仑关后，以大军进逼红水河，柳州告急，西南震惊。紧急时刻，陈烈接到统帅部电令，从广州前线迅速率领第14师阙汉骞部、第50师杨文瑔部两个师赶到柳州布防。接着挥师挺进红水河，向日军发起猛烈反 攻，先后恢复宾阳、芦圩及上林，又经历近一个月的恶战，迫使日军南逃，龟缩在南宁城内。到了夏季，日军侵占越南全境，中国西南边陲直接受到威胁。陈烈率部西移天保、靖西，拱卫西南国门。9月，日军大举增兵，准备攻占云南南部，陈烈率领54军驻守云南边境待命，不幸于10月下旬在富宁拔牙受感染，蒋中正闻讯派出专机准备把陈烈将军接到重庆治疗，但专机未到便不幸去世，年仅38岁。
当陈烈将军不幸去世的噩耗传出后，全军官兵失声痛哭，富宁民众也都哀伤不已。1940年12月27日，国民革 命军事委员会追赐陈烈中将军衔。按陈烈遗嘱，将他的遗体运到南岳络丝潭安葬。1941年3月30日，著名剧作家田汉到陈烈墓地吊唁，并题诗句两首，刻于墓右的石壁上，诗曰：
“粤北曾传虎将名，秋风白马又南征。岂因烟瘴回锋锐，常为光明作斗争。清血奈何无药石? 埋忠差幸有佳城。络丝日夜风雷走，犹作翁源杀敌声。”
54军之所以有特别强大的战斗力，主要是因为54军有一名得力的军长。54军长陈烈，字石经，柳城县人，他的父亲在县城西门外开陈桂记杂货店。父母早逝后，陈烈以长兄身份负责抚养弟妹，年纪轻轻便饱尝人生艰苦。弟妹稍长，即将微薄家业交给弟弟经营，自己却当兵吃军粮去了。1922年，陈炯明叛变。次年桂军刘震寰在孙 中山召唤下入粤参加平叛，陈烈随军前往。叛军逐出广州后，陈烈得保送到讲武学堂学习。1924年5月，转入黄埔军校，成为黄埔第一期学员。同年底毕业，曾任连党代表和连长、营长等职，两次参加孙 中山发动的东征讨陈炯明和平定刘震寰、杨希闵的战斗，以战功升任国民革 命军58团代理团长。1926年随东路军北伐，以一个团的兵力攻入南京城，于是被提升为上校团长。
陈烈在黄埔军校时就参加了中共领导的青年军人联合会，接受共 产 党的宣传教育，表现活跃。1927年“四一二”政 变和汪精卫叛变后，蒋中正实行清党，陈烈被列入通缉名单中。他察觉后与本团三位营长悄然离队，同赴广州参加12月11日由叶剑 英、张太 雷领导的广州起义，失败后避居香港。1929年潜回内地与校友组织黄埔同学会，开展反蒋活动。1931年在上海租界被捕并引渡到南京监狱关押。时值“9·18”事变爆发，举国同声要求抗 日，要求释放政 治犯，他经黄埔同学多人努力，获保释并推荐到陈诚部先后任团长、旅长等职。1934年底，陈烈进陆军大学特别班第二期深造。因战局多变，于1936年10月提前毕业，出任54军14师少将师长。
卢沟桥事变爆发，陈烈54军14师奉命开赴抗 日前线。1937年8月率部参加淞沪会战。主力退到浙皖赣后，陈烈又率师转战于青阳港、南北塘口、昆山、洛阳桥、誓节渡、九龙岗等地，曾逼近上海附近的南翔，与日军血战数月。后移驻安徽广德，遇阻日军西进，保卫南京侧翼的安全。12月13日南京沦陷，陈烈14师因转战数月减员过半，缩编为一个旅，继续对日军作战。1938年4月恢复14师编制，开赴河南布防，后转回江西瑞昌驻西马头镇黄桥一线据守，与进犯日军激战40多天，阵烈14师阵地没有失去一角。日军广播说：“中国 军队战斗力强者，14师其一也。”在缴获的日军军用地图上，也标明“14师阵地不可动摇”。1938年6月开始的武汉会战中，陈烈率师退守田家镇要塞，苦战半个多月。1939年初，陈烈以抗 日军功获陆海空军甲种一等勋章，升任54军副军长，仍兼14师师长。
1939年2月，共 产 党派叶 剑 英等帮助国 民党在湖南衡山开办南岳游击干部训练班，陈烈调任训练班政 治部主任。9月第一次长沙会战开始，陈烈重返54军，以军长身份率军警备洞庭湖一带。
麾下14师师长阙汉骞，字拨云，湖南宁远人。中学毕业后上过法政学校。1920年投笔从戎，考入武汉教导团，加入国 民党，不久考入黄埔军校第四期，毕业后历任国 民党军队连、营、团长。1937年8月任14师40旅少将旅长，在淞沪会战罗店镇防守战中，沉重打击了日寇的嚣张气焰，阙汉骞的勇猛表现赢得了国内外广泛赞誉。1938年广德誓节渡一役，阙汉骞率部与日军展开白刃战，双方反复肉搏，威震敌胆。1939年冬日军自广州大举北犯，阙汉骞在固守原有阵地的同时，派出一支奇兵，会同友军展开反 攻，一鼓作气攻占翁源、花县，迫使日军3个师团仓皇退至广州近郊，创造了振奋人心的粤北大捷。
麾下第50师师长杨文瑔也是一员虎将，黄埔军校第二期辎重兵科毕业，中央训练团将官班毕业。1927年6月任第二十二师第六十五团少校团附。在北伐军进攻河南驻马店战斗中，因冲锋在前勇克敌据点，得到陈诚赏识，后经陈诚推荐，1928年1月调任国民革 命军总司令部蒋中正侍从室少校参谋。以后又先后担任国民政府警卫师参谋处中校参谋、国民政府警卫军第一师副官处中校主任等职务。卢沟桥事变后，奉命率该旅由河南省柘城开赴苏州，归京沪警备司令、第九集团军总司令张治中指挥。军委会根据张治中的建议，命令第二师补充旅第二团换上保安队服装秘密进驻上海虹桥机场。1937年8月13日，日军以虹桥机场事件为借口发动了入侵上海的战争，“八·一三”淞沪会。杨文瑔升任第六十一师第一八一旅旅长。1938年8月调任第五十四军第五十师少将副师长，在长江南岸湖北省的阳新、大冶等地阻击日军西攻武汉，继续参加武汉会战。武汉失守后，退守湖北省鄂北地区。1939年3月率部参加南昌会战，5月参加随枣会战，8月参加鄂北守卫战。
第198师师长王育瑛也是陈烈得力的麾下干将。1918年，王育瑛入保定陆军军官学校第八期步科，与陈诚、王东原、周至柔等同学。先后担任国民革 命军第43军第五师旅长、中央军校第三分校上校战术教官、国民革 命军第28军上校作战科长、第六十二师第一八六旅旅长、湖南第二区行政督察专员兼常澧保安司令、湖南保安第二师师长、国 军第八十七军第一九八师师长等职务。
