9月15日起，日军波田支队与南岸第九师，团开始进攻田家镇要塞南区富池口阵地。是时，日军波田支队先取北岸武穴镇，清除水路障碍后，即与第九师团逐次攻取南岸刘象山、竹林塘、菩提寺、鸡笼山等富池口外围阵地，使中国军队沿江防区缩小，给富池口阵地施加压力。随即，日军向朱婆山、鲤鱼山、周家山一线发起猛攻，中国守军第五十四军第十八师伤亡惨重。24日，日军波田支队强攻中心阵地，中国守军第十八师凭借天险和工事顽强抵抗，无奈日军又施发毒气弹，中国守军被迫撤离富池口中心阵地，渡过富水河，退守半壁山。
正值日军波田支队、第九师团与中国守军第五十四军酣战富池口阵地之际，北岸日军第六师团自9月18日起，开始进攻田家镇要塞北区阵地。9月18至20日，日军接连向田家镇北区阵地发起攻势，遭到中国守军第二十六、第八十六军顽强阻击，损失惨重。21日，日军出动30架飞机对田家镇中心阵地狂轰滥炸，投弹5000余枚。随后，施发毒气弹，发动猛攻，中国守军牺牲惨重，但依然浴血鏖战，田家镇中心阵地岿然不动。28日，日军再次出动78架飞机和集中100多门重炮，对田家镇中心阵地进行饱和滥炸，阵地工事全部被摧毁，中国守军龙子育团死守不退，全部战死。入夜，守军第二军第五十七师主力被迫撤出阵地。29日，田家镇中心阵地终陷敌手。
北岸田家镇中心阵地失守后，南岸日军即加紧攻占半壁山阵地。10月4日，日军先行出动80多架飞机轰炸半壁山阵地，阵地尽成焦土，工事全部被毁。随后，日军分乘六七十艘汽艇，在上下水口，六家墩、半壁山强行登陆，中国守军第九十八军第一九三师第一一二四团官兵奋勇抵抗，除60余人生还外，其余全部战死，半壁山失守。
至此，田家镇要塞全部陷落。
田家镇要塞陷落后，武汉即失去了东西的最重要屏障，长江沿战事迅速逼近武汉。
果然，北岸日军夺取田家镇后，兵分两路向汉口进逼。其中，沿江西进之日军10日占蕲春，16日陷茅山，20日占团风，22日占黄冈、阳逻。沿广(济)浠(水)线西进之日军21日占浠水，23日入新洲，24日陷黄陂，直抵汉口东北郊。南岸日军夺取半壁山后，11日陷龙港，18日占阳新，19日占大冶、鄂城，20日占黄石港，24日陷葛店，进抵武昌东郊。
至此，武汉会战长江沿岸作战告一段落。
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