10月20日8時，敵軍攻破186師防線，10時占領增城縣城以西的鐘崗。
186師孤立無援，退向鐘落潭，14時增城縣城遂告失守。
餘漢謀見勢不妙，令第12集團軍主力向佛岡、從化、新豐等地轉移，留獨立第6旅防守龍眼洞、蘿崗，自己卻連夜乘車到清遠。
次日晚，第4戰區在廣增公路兩側布防，阻擊日軍，將主力撤至粵北的翁源、英德一線，而以一部防守廣州。
10月21日，日軍攻占沙河，並占領廣州市區。
日軍第104師團向廣州以北推進，攻占太平場，23日占領從化。
與此同時，第5師團與海軍配合，於23日攻占虎門要塞，25日攻陷三水，
26日又陷佛山，於29日到達廣州南郊。至此，日軍控製廣州及附近要地。
廣州戰役以日軍的勝利而告結束。
廣（州）增（城）之戰是整個廣州戰役中，交戰雙方傷亡人數最多的一次戰役，日本防衛廳的《中國事變中國作戰史》中記載：“日軍傷亡1923名。”而中國軍方的記載：“中國官兵陣亡2954名，負傷5645名，失蹤2643名。”
日軍從1937年8月31日第一次空襲廣州起，對廣州進行了長達14個月的狂轟濫炸。
參與空襲的日軍飛機共有近百批九百多架次，共炸死無辜的居民六千多人，炸傷近八千人，毀壞房屋四千多間，毀壞船隻近百艘，此時的廣州城也已經是毀壞嚴重。
餘漢謀作為一個廣東省的地方軍閥，為了保存實力而放棄廣州，引起了國內外各界人士強烈的反響，國民黨駐美大使胡適在發給蔣介石的電報中說道：“廣州不戰而陷，國外感想甚惡。”
在當時的廣州民間還流傳著這樣一句話：“餘漢無謀，吳鐵失城，曾養無譜。”
廣州的失守，其根本原因是蔣介石及國民政府軍事委員會在戰略判斷上的失誤，導致了防守力量的薄弱和分散。
而身為廣東省最高軍事長官的餘漢謀在兵力部署上的主觀研判和作戰中的錯亂指揮，也有著不可推卸的責任。
與曆史不同的是，在孟浩川的影響下，廣州由原來的短短三天淪陷，變成了一個多月。
校長在得知消息之後，氣得臉色鐵青，大發雷霆道：“娘希匹，日寇亡我之心不死！”
雖然廣州淪陷，但校長也有一個頗值得肯定之處。
那就是他並未因日軍侵粵而驚慌失措，沮喪動搖，反而仍然保持著堅定的信念和信心，堅決地堅持抗戰立場。
孟浩川在得知廣州淪陷的消息後，也是憤怒至極，喃喃自語道：“日寇亡我之心不死啊！”
戴老板在接到廣州淪陷的消息時，同樣感到無比的憤怒和痛心，他握緊拳頭，狠狠地砸在了桌子上。
毛秘書見狀，急忙上前詢問道：“局座，您這是怎麼了？為何如此憤怒？”
戴老板長歎一口氣，緩緩說道：“梅花情報準確無誤，廣州已經落入了日寇之手！”
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