1938年10月，日本占领武汉和广州。但日本非但没有达到迫使中国政府投降的目的，反而遭遇到更顽强的抵抗。日本军部“南进”派即认定：必须切断中国对外最后的交通线，以期实现一举解决“中国事变”的计划。1939年4月15日，日本海军部《情况判断》认定，仅靠陆军已很难进行内陆方面的大规模积极作战，“在此情况下，由陆、海军协同尽快占领华南沿海的最大贸易港口汕头。成功之后，即以一个兵团向广西方向挺进攻占南宁，以切断敌经法属印度支那方面的海外最大补给交通线。” 日本决心发动桂南战役，为的是彻底切断中国抵抗其侵略的最主要补给路线。据日本军事侦察所得情报，中国获得外援最重要的路线即法属印度支那线，仅1939年9月运进中国总吨位14700吨中的12500吨即经此路线，达85%。6月，日本参谋本部《兵要地志》也强调“一旦进入南宁，以该地为基地，则交通四通八达，远可通往广东、湖南、贵州、云南。所以南宁――谅山的道路，形成了蒋政权联络西南的大动脉。为了直接切断它，首先必须夺取南宁。南宁一旦占领，无须置重兵于东京湾附近即可以完成作战目的。”
同年9月1日，德国进攻波兰。9月3日，英、法对德宣战，第二次世界大战爆发。日本更急于解决中国问题，以便腾出兵力抢占西方列强在亚洲和太平洋的殖民地，以配合德、意两个盟国，并缓解德国对其解除了对苏联威胁的不满。认为：“中国事变的解决之所以如此拖延，是由于苏联和英、法、美对蒋介石政权的支援”，“藉欧战发生各列强无力顾及中国的时机”，“解决中国事变”9月4日，日本内阁首相、陆军大将阿部信行发表声明：“值此欧洲战争爆发之际，帝国不予介入，决定专向解决中国事变迈进。
日本随即在南京设立以西尾寿造大将任总司令、坂垣征四郎中将任总参谋长的“中国派遣军总司令部”，统辖华北方面军、第60军、第70军、第80军。日军大本营发出“准备迅速处理中国事变”的命令;又发出《大陆命令第375号》：“中国派遣军总司令官应以一部协同海军迅速切断沿南宁至龙州之敌补给路线。”同日，还发出“大陆指第582号”陆、海军中央协定：“本作战之目的，在于直接切断沿南宁――龙州敌补给联络路线，并强化切断沿滇越铁路及滇缅公路敌补给联络路线之海军航空作战。”并规定作战时间为11月中旬。19日，西尾寿造下达作战命令，开始广西作战，命令参加作战的部队为：第五师团、台湾混成旅团、其他配合部队、第五舰队(11月中旬改称第二派遣支舰队)、海军第三联合航空队。其兵力总共约三万人;军舰70余艘;航母2艘、飞机约100架。
日军广西作战的主力第五师团为日本陆军第一流精锐机械化部队，号称“钢军”。参加过南口、忻口、平型关、太原、上海、台儿庄、广州等战役，屡次担任主攻任务。坂垣征四郎原为该师团长，他升任中国派遣军总参谋长后，师团长由今村均中将接任。可见日本方面何等重视这次战役。日本认定，切断这条路线将必然使中国丧失抵抗能力，从而可以立即结束在华战争，完成它对中国的侵略任务。大本营陆军部作战部长富永恭次更宣布：“这是中国事变的最后一战。”