范汉杰率领二十七军留在新蔡，被日军包围，范汉杰在包围圈内苦苦支撑，二十七军三个师，四十五师在城内，四十六师和预备第八师在城外，与日军展开激战。四十五和四十六师是由中央军校教导总队改编而来，装备训练都是第一流的，又经过淞沪大战和南京作战的洗礼，对日军战术也很了解。
这支由德国顾问亲手训练的部队以绝死牺牲的勇气孤军坚守新蔡，四下里日军蜂拥而至，炮火犁田，尸横遍野，血战四天，二十七军官兵依托匆忙构建的简陋工事顽强抵抗日军进攻。
包围一个中国一个主力军的欣喜让日军上下兴奋异常，说来可怜，抗战打了整整两年，日军还没有全歼中国军级单位的记录，相反他们却有师团被全歼的记录，十六师团在临沂，第五师团和二十八师团在虞城，这让日军感到羞耻，现在二十七军就在嘴里，上至华北派遣军司令官西尾寿造，下至第二军司令官东久迩宫稔彦亲王都下令要求前线军队无比全歼二十七军。
新蔡保卫战及其惨烈，中国士兵不放弃任何一处阵地，每道堑壕。每处断壁，都要经过反复激战，反复争夺，至到一方全部死光才能完全占领，打到第三天，预备第八师在城外的阵地全部失守，师长陈素隆重伤，残余部队撤进城