中路的第39师团和池田支队在五月一日上午从随县出发，沿着襄花公路向西推进。

这一路负责防守的部队是国军第八十四军，兵力相对集中，阵地也相对坚固。第39师团的进攻在第84军的阵地上遇到了较为顽强的抵抗，推进速度比预想的慢了一些。

五月二日，第39师团突破了第八十四军的第一道防线，占领了高城以东的区域，但推进的代价也不小，一个步兵中队在攻击一处机枪阵地时损失了将近一半的兵力。

池田支队在师团主力的右侧展开，试图从侧翼迂回第八十四军的防线，但地形的限制使得迂回的速度相当缓慢，直到五月二日夜间才到达预定位置。

五月三日清晨，园部和一郎在应山的指挥所里听取了各部队的进展报告。

右路第13师团已经突破了长寿店外围阵地，距离预定位置还有不到四十公里。

左路第3师团已经占领了泌阳外围，正在向泌阳城区推进。

中路第39师团虽然进展稍慢，但已经突破了第八十四军的第一道防线，正在向第二道防线推进。

园部和一郎在地图上标注了各部队的位置，然后对参谋长说：“右路的进展比预想的快，中路的进展比预想的慢。让第13师团继续按原计划推进，不要等中路。让第39师团加快进攻节奏，不要让支那第八十四军有重新组织防御的时间。”参谋长应了一声，转身去传达命令。

五月三日中午，长寿店阵地被第13师团完全突破。

国军的守军在阵地上坚持了将近两天一夜，付出了相当惨重的伤亡。

第13师团的战车联队在突破阵地的过程中损失了四辆坦克，但步兵的伤亡不大，部队的战斗力基本保存完好。

突破长寿店阵地之后，第13师团的前锋已经越过了长寿店以北的丘陵地带，前方是一片相对开阔的平原，距离枣阳已经不到一百公里。

五月三日下午，第3师团占领了泌阳县城。

第二集团军的部队在县城外围进行了抵抗，但面对日军坦克和德械化步兵的联合冲击，防线在数小时内就出现了多处缺口。

县城陷落之后，第二集团军的主力开始向桐柏山方向撤退，由于撤退太过仓促，他们在撤退沿途丢弃了大量的辎重和装备。第3师团的师团长在当天晚上的作战日志里写道：“支那军的抵抗意志一般，武器装备明显落后。德械化联队在攻坚中的表现令人满意，自动火力密度远超支那军阵地所能承受的极限。预计后天可抵达预定位置。”

五月三日晚间，李宗仁在指挥所里接到了长寿店阵地失守和泌阳陷落的消息。他站在地图前面沉默了很久，参谋们围在旁边，没有人敢先开口。最后李宗仁转身对参谋长说：“日军的推进速度比预想的快。