第十九集团军迅速做出反应，考虑到日军倾巢西犯，赣江东岸兵力薄弱，迅速抽调赣北第三十集团军之第七十二军由三都南移至甘坊附近增援，与此同时，留在锦江南岸的日方独立混成第二十旅团一部，已被中国守军第四十九军及第七十四军第五十一师击破，退向江北。而后第四十九军渡江向北，开始攻击日方第三十四师团左侧背，锦江以北的中国守军第七十军主力，则在日方第三十三师团撤退后，向南袭击日方第三十四师团的右侧背，从22日至24日，日方猛攻上高以东第七十四军阵地，并以飞机数十架支援，双方展开了激烈的拉锯战，伤亡惨重。
但是，中国军队毫不退缩，第七十四军将士们在战场上浴血奋战，顽强坚守阵地，第五十七师在师长余程万的带领下，面对日方的疯狂进攻，多次与敌军展开肉搏战，一次又一次地击退敌军，第五十八师在副师长张灵甫的指挥下，死守阵地，即使阵地一度失守，也组织敢死队夺回，与此同时，第七十军主力已南下至杨公圩、官桥街之线，第七十二军也已进至水口圩附近，与由锦江南岸北上的第四十九军对日方形成了包围圈，并逐渐压缩。
3月24日，日方第十一集团军为接应被围的第三十四师团突围，命已经退向奉新的第33师团再次出动。25日，日方又令退至高安的独立混成第二十旅团向龙潭街西进，掩护第三十四师团后撤，日方第三十三师团于是以一部再行西进，至棠浦附近与被围的第三十四师团会合，但此时，中国军队已占据主动，第七十四军主动出击，与第十五师、新十四师和新十五师等援军一同消灭了锦河南岸残敌，而后第十九集团军又调集预九师、第十九师、第五十七师、第五十八师、第十七师、第十五师、新十五师、新十四师，共计八个师从各路将日方主力压缩在了南北直径不满五公里的包围圈内。
26日夜，日方倾尽全力由包围间隙向高安突围退却。27日，第七十四军克复泗溪，第十九集团军遂下令乘势追截日方，其右翼兵力向高安方向追击，左翼兵力向奉新方向追击，两路部队在官桥街、杨公圩、龙潭街等地各截歼溃散的日方一部。至4月2日，中国守军第四十九军逐次追占高安县城、祥符、西山万寿宫、赤土街，第七十二军逐次追占村前圩、奉新儒里温村，战斗告一段落。4月8、9日，日方退入安义县城，军队数次攻击，均未取胜，双方转入相持，上高会战自此结束。
上高会战历时二十五天，中国投入兵力十余万人，，最终，中国军队以伤亡二万万余人的代价，伤毙日方少将指挥官岩永、大佐联队长滨田以下一点五万余人，军马二千八百余匹，击落飞机一架，俘虏日方百余，取得了辉煌的胜利，上高会战的胜利，极大地鼓舞了全国军民的抗日信心，它是在赣北战场上继万家岭大捷之后的又一次重大胜利，也是正面抗战战场上打的著名胜仗之一，此役展示了中国军队卓越的战略战术运用能力，以及顽强不屈的战斗精神，让世界看到了中国人民抗击侵略的坚定决心，在中国抗战史上留下了浓墨重彩的一笔。