抗戰時期，第三集團軍由孫桐萱任總司令，曹福林任副總司令。共轄兩個軍，即第12軍和第55軍，孫桐萱兼第12軍軍長，曹福林兼第55軍軍長。
當時，第12軍擔任新黃河泛濫區的河防任務，北起花園口，經中牟、尉氏、鄢陵、扶溝，南至周家口，沿河彎曲約有三百公里的正面防務，與日軍隔河對峙，拒敵於黃泛以東地區。
1941年10月3日，日軍以步兵一個混成旅團，內附有騎兵部隊和機械化聯隊約萬餘人，並配屬空軍部隊，由開封方面突然進犯鄭州河防。其主力由中牟，一部自花園門，在炮火掩護下，強渡黃泛區進犯。
時近午夜，敵軍登陸已多，駐防部隊以槍炮猛烈轟擊。此時營、團、師部均已聞槍炮聲，知道日軍已過河，開始向槍聲緊密處調集隊伍阻擊。
當時，日軍以主力來犯，而我軍以薄弱之步兵在正面防守，敵猶如以尖刀突薄紙，當然一突即破。我軍第一線在拂曉時已被突破，第二線部隊即沿第二線陣地阻止敵人西進。而日軍後續部隊則在炮火掩護下向我軍陣地左右擴張。
孫桐萱當即命第20師與第22師應竭盡全力阻止敵人擴張前進，又命令第81師師長賀粹之迅速由新鄭急來鄭州以東地區增援第22師和第20師。又令重迫擊炮團迅速就鄭州以東預定陣地向中牟方面來竄之敵準備火力迎擊，山炮營進入陣地對花園口之敵準備火力射擊……
10月4日，我軍第20師及第22師，一面沿黃泛區集結兵力，一面竭力阻止敵人西犯。在敵人步、炮兵猛烈的火力下，我守軍在每個據點的爭奪中都能不顧在敵機槍與炮火下的傷亡，以短兵相接。在肉搏時，一些未撤走的村民也持劈刀、斧頭參加對敵搏鬥，士氣振奮，這樣苦戰了一天，使敵人無所進展。至下午6時，第81師趕到鄭州附近。
晚上，總司令孫桐萱乘月夜至第81師師部，將敵我情況向賀師長講清楚，說明對岸敵炮火甚烈，明日拂曉可能以主力向你師進攻，須嚴加防範，要求他們提高士氣，艱苦作戰，任何困難也要克服。第81師的官兵聽到總司令到前線慰問，大為振奮，雖經過一日急行軍仍不顧睏乏，當夜奮力挖掘戰壕。
10月5日拂曉，敵在其猛烈炮火與飛機的掩護下，向我軍陣地發起進攻，幸我第一線部隊經過調整，各師的團、營以猛烈的火力阻止敵軍前進。第81師在第二線占領陣地，對前進之敵予以有力打擊。
但來犯之敵在步、炮、飛機協同下向裝備極其劣勢的第20師和第22師不斷猛烈進攻，致我軍感到堅守困難，迫使第20師向京水鎮方向、第22師逐次向鄭庵附近轉移陣地。
第81師在沿賈魯河新堤一線，利用有利地形阻止敵主力前進，戰鬥極為激烈。當時，堅守大花莊橋頭之吳營長指揮所部斃敵逾百人後，白刃相接，該營長負傷，腹破腸拖，仍與其連長奪回機槍一挺，斃敵二三人，最後戰死於橋下！
午後，有幾股敵軍向橋東南五里許之小孟莊、棗園等村進攻，防守該村的第22師的兩個連由於敵步、炮、飛機聯合作戰，不支敗退。敵越過賈魯河堤，由小孟莊、南李莊、小花莊，占據磨台崗，向北包圍北李莊。
與日軍激戰數日，既未能阻敵於黃河以東地區，而敵軍主力又渡過黃泛區迫近鄭州。鄭州以東地區，地形開闊平坦，不利於我軍防守，反利於敵之機械化與步、炮、飛機協同作戰。
我軍既無飛機又無有力炮火，除僅有重迫擊炮團及山炮營外，別無得力火力阻擊敵人，而處於挨打的地位。五日起敵時以遠射程炮火和飛機轟炸鄭州城內外。
為了調整作戰力量爭取主動，孫桐萱主張暫時放棄鄭州，撤至鄭州以南、東南及西南密縣之嵩山山麓，這裡地形蔭蔽，天然溝渠縱橫，利於我之防守而不利敵之機械化的活動。重新調整部署，可與敵保持對峙的局面，以逸待勞，打擊敵之有生力量後待機反攻。
孫桐萱持此理由，一再請示第一戰區司令長官批准後，於五日下午通知部隊撤退。命令第20師於黃昏後逐次撤至鄭州迤南十八里河附近，面向鄭州方向占領陣地；第22師於黃昏後逐次撤至十八里河迤南至張莊街之線占領陣地，注意掩護軍之右翼；第81師於黃昏後撤至鄭州西南黃崗寺附近，確保軍之左翼。各師到達指定地後即行構築工事，待機反攻。總司令部由鄭州轉移到密縣以東曲梁鎮附近。
5日夜，各師、團均按總司令的命令執行有計劃地撤退，併到達指定之線占領有利地形，正在積極構築防禦工事之際，不料第十三軍（湯恩伯副長官第三十一集團軍的軍隊）忽然在登封南北之線占領陣地，揚言：「孫桐萱部隊抗戰不力，將鄭州丟掉了。我軍從洛陽以東沿登封一線布防，嚴防孫部的退卻，如再退就要解決它！」
孫桐萱即將上述情況，由電話報告第一戰區司令長官部郭寄嶠參謀長，請其轉告衛立煌長官。第一戰區司令長官衛立煌了解以上情況後，於10月7日晚在密縣召開會議。
會議上，孫桐萱總司令把敵情及戰鬥經過作了詳細報告，並指出：「當前河防既被突破，鄭州及其迤東地形均系平原，不利我守勢作戰，不如鄭州西南嵩山麓下地形隱蔽，且有天然深溝縱橫，利於我守，相反不利於機械化部隊的活動。故決心主動暫時放棄鄭州撤至，鄭州以南、以西張莊街、十八里河、黃崗寺、須水之線，與敵保持對峙，日夜以逸待勞，堅守陣地以火力殺傷敵有生力量，夜間以敢死隊游擊敵之後方以斷其補給。如此消耗來犯之敵，相機收復鄭州。」
報告剛完，湯恩伯副長官對孫桐萱說：「有人說：你的第22師某連長出賣黃泛河口，敵人才輕而易舉地渡過黃泛區的！」
當時孫桐萱也豁出去了，接著說：「副長官不能聽信敵人的挑撥離間的宣傳，所謂某連長，我敢說第12軍中連長以上我是多數認識的，有的都能知其是某某地方的人。如果真有人出賣河防，只要說出姓名，除戰死者外，我立即把他抓來，以軍法從事！」
這時，衛立煌立即插言說：「今天大敵當前，應該討論今後作戰方案，不是來聽謠傳的。孫總司令你們今後作何打算？」
孫桐萱說：「我們初步計劃是：利用有利地形構築陣地，各師以主力堅守陣地。敵來攻時，以逸待勞，充分利用嚴密火力，消滅其有生力量於陣地前。敵人夜間不敢出，我利用敵人這個弱點，每師組織三個敢死隊，每隊約百人，以輕便武器輪流至敵後襲擊，或游擊敵人，使敵疲於應付，相機反攻鄭州，不收復鄭州決不罷休。」
密縣會議後，孫桐萱即召集各師長及主要團長開會。經過動員，全軍的鬥志陡然提高，各師主力堅守陣地，以逸待勞，猛力打擊來犯之敵。各師又組織了三個敢死隊，輪流每夜襲擊敵人。其餘主力，堅守陣地，以逸待勞，猛力打擊來犯之敵，這樣二十餘日來，使敵人疲於奔命，損失甚大。
10月31日上午8時，日軍復糾集步、炮、機械化及騎兵部隊萬餘，由中牟、鄭州、舊滎澤縣，分股向張莊街、南曹、十八里河、黃崗寺、須水鎮、石佛之線猛攻。我軍各師各對當面之敵，奮勇迎擊，激戰至當日晚10時許，進犯張莊街、南曹、十八里河、黃崗寺、須水鎮、石佛各股敵人均不支後退。
鄭州之敵亦被迫向鄭州東北方向撤退。孫桐萱根據各方面戰情判斷：收復鄭州的時機已到。隨令各部隊咬住敵人不放，向鄭州大舉反攻。於當夜十二時完全收復鄭州。
由此可見，孫桐萱放棄鄭州是出於戰略目的，保存實力，以便更好地打擊日軍，而非出於膽怯而撤退的。
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