正如劉建業所估計得那樣，在二十五日下午，機場內的守軍部隊已經戰鬥到了無以為繼的地步，機場陣地的各個要點都相繼落入敵手。面對這樣的局面，已經是無計可施的劉建業無可奈何的下達了撤退的命令，收攏起工兵團和補充團的殘餘部隊，沿公路撤向後方。
機場的陷落，標誌著同古與後方聯絡通道被切斷。第200師成為了一支被日軍合圍的孤軍，南北西三面都被日軍包圍。
為了應對這樣的艱難局面，戴師長連夜調整部署，緊縮正面，主動撤回城外前進陣地上的部隊，兵力集中至同古城廂主陣地，積極加強工事，組織固守。同時，他下令師部遷到城東，以便經毛奇通往漂貝的公路保持與軍部的聯繫，由師步兵指揮官兼第598團團長鄭竹齋統一指揮城內的3個步兵團。部隊於午夜以前重新部署完畢。
公元一九四二年三月，在遠離祖國的緬甸同古戰場上的中國士兵在強敵面前表現了罕見的戰鬥勇氣和高度的犧牲精神。中國官兵憑借簡陋的工事和武器，始終拒敵於城外。城市被夷為平地，陣地斷糧斷水，每天都有肉搏戰發生，每天都有官兵拉響手榴彈與敵人同歸於盡。直到最後第200師主動放棄同古突圍以前，敵人未能越雷池一步。
二十四日夜，日軍敢死隊百餘人摸入最杯陣地，排長馬立成身中六彈，死戰不退，在與日軍肉搏戰中，不幸被敵人劈殺，屍體數日不倒。上等兵金某，與敵人巧妙周旋三日，斃敵七名，安然返回陣地。
二十五日拂曉，日軍第55師團各部隊傾巢出動，以第112聯隊為右翼，第143聯隊為左翼，騎兵聯隊配屬步兵一中隊沿錫唐河谷攻擊，企圖將200師壓向錫唐河予以殲滅。200師依托城防工事堅決抵抗，並縱火焚燒城外森林阻敵前進。日軍出動飛機30餘架輪番轟炸同古，我軍利用陣地，傷亡極小。敵軍三面同時進攻，均被守軍部隊擊退。200師各部在夜間派小分隊襲擾敵軍，使敵不敢輕舉妄動。
二十六日，日軍第55師團改變了進攻戰術，集中主力突擊同古城西北角，以坑道作業方式炸塌城牆，並再一次違反國際公約的規定，對中**隊使用了糜爛性毒氣。守衛該處的第600團在敵人的毒氣攻勢下傷亡過大，陣地被突破。敵我短兵相接，發生巷戰。我軍退守鐵路以東，敵占鐵路以西，同古城敵我各半。屋墩陣地兩度失守，堅守陣地的五九七團三營與瘋狂進攻的日軍反覆肉搏，全體官兵壯烈殉國，無一倖存。
第200師孤軍奮戰近10天，傷亡上千人，戰鬥力嚴重下降。敵軍第55師團向同古所發起的攻勢接連受挫，損失慘重，攻擊力也已經達到極限。同古戰局到了最後的關鍵時刻，敵我一面繼續作戰，一面等待援兵。這個時候，只要其中一個方面的增援部隊到來，就可以立刻打破同古戰場上的僵持局面，把戰局引向對自己有利的一面。
這一天，坐鎮重慶的最高統帥致電參謀團及遠征軍：「侵緬之敵似有以主力向東吁、曼德勒進攻之企圖。我軍目前應以第5軍之第200師、新22師及軍直，在同古、彬文那間與敵作第一次會戰。如會戰不利，應行持久抵抗，以逐次消耗敵人，務期在此期間迅速將第66軍全部及第96、暫55師集中於曼德勒、柴澤間地區，俟第二次會戰準備完成，以期一舉擊破深入之敵。」
接到前線不斷告急的消息，史迪威在漂貝、曼德勒、眉苗之間來回奔波，一面監督前線作戰，一面不斷催促後續部隊的開進。第5軍新22師的先頭團和軍部的兩個補充團於3月24日到26日相繼到達同古以北約20公里的葉達西一帶。史迪威一再要求新22師立即向同古方向的日軍圍城部隊發起攻擊，但是杜光亭軍長和師長廖建楚對此遲疑不決。情況緊急，時不我待，史迪威只好連夜趕往眉苗，要求中國方面的參謀團長林中將向杜光亭下達進攻命令。林中將在史迪威的壓力下，終於接受了這一要求。
隨後，史迪威又馬不停蹄地返回漂貝，督促杜光亭和廖建楚必須執行進攻命令。與此同時，他又打電話給眉苗，請求西線英軍與遠征軍相配合，從卑謬地區發動一次支援性進攻，英國人答應了他的請求。接到了參謀團命令的杜光亭於當晚下達了轉移攻勢的命令：「軍以擊破當面敵人、收復仰光為目的，即以到達之部隊施行反包圍攻擊，將敵壓迫於喀巴溫河右岸而殲滅之。部署第200師為固守兵團，固守同古城，吸引日軍。以新編第22師，配屬騎、戰、炮、工、戰防炮等為攻擊兵團，即先遣一部為掩護部隊，主力於27日15時完成攻擊準備。先驅逐敵之前進部隊，28日開始攻擊，在仰曼鐵路以西地區，求當面敵之左翼而攻擊之。以軍補充兵第2團及第1團之1營附裝甲車輛為右側支隊，由同古右側山地推進，向敵左側背攻擊，並相機以一部深入敵後，遮斷其後方連絡線。以第96師、暫編第55師及軍直屬部隊為預備隊。第96師火車輸送至黎達誓附近集結，作機動使用。其餘部隊在雜澤、彬文那等要點佔領陣地，維持後方交通，對卑謬方面警戒。」
同日，日軍出動了90架飛機沿鐵路線實行轟炸，彬文那全城大火，車站被毀，中國增援部隊受阻。部隊只能換乘汽車及徒步南下推進。
二十七日中午，從葉達西南下的援軍與同古以北之敵發生遭遇戰。敵軍第55師團以一部阻擊我援軍，以主力繼續進攻同古。200師官兵頑強防守，敵軍傷亡慘重。200師東城陣地未有動搖，但是堅守陣地的599團在敵人連番進攻下傷亡很大。
二十八日晨，日軍及緬甸獨立軍百餘人化裝成當地土著居民，在牛車中暗藏槍械炸彈，企圖經錫塘河橋頭混入城內。經第五九八團守橋部隊查出，全部殲滅。敵人惱羞成怒，竟向城內發射糜爛性芥子毒氣彈百餘發。所幸適逢旱季，毒氣多被季風吹散，中毒者僅十餘人。第55師團配屬的野戰重炮兵第3聯隊已經到達，與第4飛行團第8飛行隊轟炸機密切配合，以密集、猛烈的炮火和輪番的轟炸掩護第55師團主力猛攻同古，守軍傷亡甚眾，但仍堅強抵抗，陣地屹立不動。
從新加坡調至緬甸的日軍第56師團先頭部隊於3月24日抵達仰光。由於第55師團進攻受阻，第15軍令該師團立即向同古前進。該師團以搜索聯隊配屬乘車步兵、機槍和野炮兵各1個中隊及1個工兵小隊乘坐45輛汽車為先遣，於28日中午到達第55師團位置。在第55師團指揮部瞭解戰況後，該聯隊立即以聯隊主力向錫唐河東岸移動，插向我同古守軍左後側，意圖對我同古守軍完成四面合圍。
奉命南下增援的新編第22師部隊全部到達同古以北的仰光至曼德勒鐵路上的南陽車站附近，拂曉時分向佔領該車站的日軍發動進攻。由於日軍依托工事及高大建築物死守，杜光亭和廖建楚又缺乏進攻決心，導致增援部隊的攻擊進展緩慢，只佔領了車站外圍及部分建築。
與此同時，史迪威命令第5軍集中主力於葉達西附近，與第200師協同殲滅進攻同古的日軍；同時命令第6軍暫編第55師主力至彬文那集結，在該地構築工事。
敵軍第56師團搜索連隊於28日黃昏渡過錫唐河，於當夜11時偷襲城東阿列米揚附近高地上的第200師師部。通訊聯絡一度中斷。擔任師部警衛的第599團第3營特務連與敵人發生混戰。戴師長也親自操起一挺機槍與日軍戰鬥。得到師部遭襲消息的第598團連忙趕去增援。29日拂曉，將敵軍壓迫於大橋東南對峙，但是，河東師部與河西城內守軍的交通也因此被切斷。
29日，敵55師團再度進攻，56師團搜索聯隊猛攻錫唐河大橋，企圖切斷同古後路，圍殲200師。新22師繼續攻擊南陽車站，並最終佔領了車站。第5軍補充第2團的一個連一度攻入克永岡機場。圍攻同古之敵被我援軍牽制，對同古攻勢稍減。但我援軍仍無法與守軍會合。第200師則在日軍優勢兵力、火力和陸、空聯合猛攻下陷於苦戰。新編第22師雖然攻佔了南陽車站，但前進遲緩。為速解東吁之危，第5軍急調預備隊第96師增援東吁。不料彬文那車站被日軍轟炸，火車出軌，該師受阻，無法前進。
史迪威親自趕到葉達西前線新22師師部督戰。廖建楚師長面對史迪威的親自督戰，支支吾吾，不斷拖延，他認為新22師進攻力量不足，要等第96師趕到以後再全力攻擊。出乎史迪威的預料，杜光亭竟然準備讓第200師突圍後撤，放棄同古防線。史迪威瞪著拒不從命的杜光亭和廖建楚，怒火中燒。在同古至卑謬一線阻止日軍進攻，是他和英國人到表中英兩軍共同商定的作戰計劃。最高統帥也曾在3月20日發出手令，要求遠征軍「必須死守」同古，特別是在英軍未撤出卑謬以前，「我軍絕不能先撤同古陣地」。現在英軍方面宣稱他們應史迪威之請，正以30輛坦克為先導向瑞同、德貢方向發動反攻，而此時杜光亭卻要放棄陣地後撤。
史迪威多日以來心中積聚的鬱悶和憤懣，終於像火山一樣爆發出來。他怒視著杜光亭，聲色俱厲地吼道：「你必須執行我的命令，如果膽敢抗命，我要用軍法制裁你！」他很清楚第200師在同古的困境，但他認為救援第200師最有效的辦法就是讓新22師全面出擊，打退日軍的進攻。
杜光亭對此的反應則十分冷漠，這冷漠之中透著輕蔑和鄙視。他說：「對不起，將軍。我不能讓第5軍同如此強大的敵人冒險硬拚，必須保全第200師，才利於以後的作戰。我要對我的部隊負責。」史迪威問道：「你不對我的命令負責嗎？」「不，我只對最高統帥負責。」杜光亭的回答非常乾脆。其實，他在前一天就已經報告最高統帥，準備讓第200師撤退，並且得到了批准。史迪威對這一切竟然毫無所知。杜光亭轉身走了，帶著隨行人員撤往彬文那，把史迪威甩在了葉達西，他知道這位參謀長的「軍法制裁」不過是一句唬人的空話，他根本就不怵這個美國來的老頭。
當然，史迪威他並不清楚，他又一次被老奸巨猾，自私至極的英國人當猴子耍了。西線卑謬方面的英軍實際上始終未採取任何積極行動對中**隊的艱苦戰鬥加以配合，自始至終，他們在卑謬方向的部隊都在按兵不動，坐視他們的中國盟友流血犧牲而無動於衷。3月25日，日軍第33師團長櫻井省三中將命令師團步兵指揮官荒木正二少將率步兵第214聯隊、工兵第33聯隊、山炮第3大隊和獨立遠射炮第11中隊組成前鋒突擊隊，師團主力隨後跟進。3月29日，荒木所部於卑謬以南50餘公里的龐得與英軍遭遇。在遭遇戰裡日軍擊斃英軍500餘人，俘虜100餘人，繳獲坦克22輛、裝甲車30輛、大炮20餘門、汽車160多輛。日軍利用這些裝備，於4月1日攻佔卑謬。眉苗的英軍司令部卻在3月29日通報中方，「英軍現決採取局部攻勢絕不影響卑謬之安全。」
此時此刻，第200師已苦戰12天，連同第五軍配屬的部隊已經傷亡7000餘人，內缺糧彈，外無援兵，面對增援後4倍於己的敵人，困守孤城，已經到了最危急的關頭。
二十九日晚，日軍攻勢漸呈衰竭，同古城內的前線陣地出現少有的平靜氣氛。一群群的鐵嘴鴉和餓鷹競相飛到陣地上來啄食腐屍。
戴師長在彈坑纍纍的陣地上巡視。
連日激戰使這位威風凜凜的少將師長此刻看上去萎靡了許多。他已經兩處負傷，胳膊上紮了繃帶，薑黃色軍服被彈片撕開一道大豁口。露出裡面染著血漬的襯衣來。
士兵們三三兩兩或坐在工事抽煙，或靠在掩體裡打盹，他們中有不少是傷員。士兵們沉默地注視著他們的師長走過，表情漠然，沒有人站起來敬禮。悲觀絕望和聽天由命的情緒好像毒蛇一樣悄悄啃嚙著少將師長的心。
在師騎兵團（實際上是裝甲團，因為這個團的標準裝備是坦克和裝甲車，但是就像美軍第一騎兵師一樣，保留了騎兵番號）一營掩蔽部，戴師長遇見一個頭纏繃帶的負傷軍官，他認出是先遣營營副曹行憲。這位畢業於德國慕尼黑機械化學校的少校營副此刻看上去相當狼狽：衣裳襤褸光著兩隻腳，眼睛裡佈滿血絲。因為部隊所屬的戰車還在臘戌，騎兵團只好委屈當步兵，因此這些外行的步兵更比別人當得艱苦。
戴師長擰起眉頭，冷冷地訓斥道：「你是個長官，原來的威風哪裡去了？」
曹營副立正：「是，長官。」
「先遣營還剩多少人？」
「報告，連傷員在內，還有二百二十七人。」
戴師長心頭一震。這個營都是機械化人材，是二百師起家的本錢，難道他們就這樣不明不白地報銷在這場得不償失的陣地戰裡？
「把騎兵團撤下去。」他下了決心，命令參謀長：「把預備隊調上來，師部特務營作總預備隊。」
曹營副不動，毅然決然說：「師座，我有一句話要說。」
戴師長停住腳，他看見曹營副呼吸迫促，嘴角顫抖。
「師座，這仗不能再打了。」
「何以見得？」
「敵人佔盡優勢，我軍困守孤城，這不是打仗，是坐以待斃。」
「混蛋！你敢動搖軍心麼？」
曹營副忽然噗通一聲跪下來，聲淚俱下地說：「師座，不是曹某怕死，實在是為師長您和全師弟兄著想！敵人援軍一旦趕到，我軍必定困死無疑。師座，想想活著的弟兄吧，趕快向東突圍，再遲就來不及了！」
戴師長大怒，抬腳把他踢翻在地。但是曹營副又抱住他的腿不放。
「師座，您不能再拼下去，第二百師一萬弟兄都指望您了！」
戴師長怒不可遏，劈臉打了曹營副兩個耳光，命令衛兵將他拖下去。不料，戴師長剛轉過身，背後傳來兩聲槍響。原來曹營副掙脫衛兵，開槍自殺了。
戴師長無語，內心大慟。他原先指望效忠最高統帥，哪怕戰至一兵一卒也在所不惜。但是兩聲槍響震撼了他那顆在連日的血戰裡已經變得麻木和冷漠的靈魂。軍人雖不懼死，然而雖死何為？戴師長分明聽到來自廣大官兵的怨憤與抗議。
戴師長開始向生的**屈服了。
此時，一個未經證實的消息傳來：自私自利的英國人終於拋棄了中國盟友，他們在尚未通知友軍的情況下倉惶撤退，把同古側翼暴露給敵人。
如果這個消息是真實的，那麼實際上就宣告了同古保衛戰即使繼續堅持下去，也於事無補，它已經變得沒有什麼意義了。
戴師長的決心徹底動搖了。
「杜軍長副司令長官台鑒：
敵與我接觸戰自十九日，激戰至二十八日，凡十餘日矣。我已瀕彈盡糧絕之境，官兵兩日無以果腹，仍固守同古鐵路以東陣地……自交戰之初，敵勢之猛，前所未有，尤以二十四日至今，敵機更不斷轟炸，掩護其戰車縱橫，且炮兵使用大量毒氣彈，晝夜輪番向我陣地進攻……援兵不至，我雖欲與同古城共存亡，然難遏倭寇之凶焰……何益之有？……「
電報剛剛發出，城外陣地又傳來激烈槍炮聲，錫唐河橋頭陣地宣告失守。
原來日軍增援部隊第五十六師團主力已經星夜兼程趕到同古。
這是一支無堅不摧的鋼鐵大軍，它的打擊力因其士兵對戰爭的勇氣和狂熱而增加了十倍。第五十六師團是一支軍威赫赫的常勝師團，師團官兵全都由日本本州造船工廠的產業工人組成，亦稱「本州兵團」。這些曾經熟練掌握過鐵鉗、機床和電焊機的粗糙大手如今緊握槍桿，為了天皇的神聖使命而進行野蠻侵略和屠殺。他們有文化，守紀律，意志堅定，鬥志頑強。本州兵團曾在中國戰場創造過一系列「輝煌」戰績，其中最著名的就是製造「九。一八事變」和參加「淞滬之戰」「南京大屠殺」。當然，這些都是他的基幹部隊犯下來的。
士兵在凝固。槍炮在凝固。死神在凝固中甦醒。戰爭在凝固中爆發。師團長慢慢拔出指揮刀，他的動員令只有一句話：
————如果戰鬥失敗，我將切腹以謝天皇。士兵們，前進！
有著一絲諷刺意味的事情是，日軍的這個第五十六師團的代號是「龍」。而龍這種神秘而強大的神獸，正是它此時的對手中國人綿延數千年以來一直尊崇的民族圖騰。長久以來，中國人都把自己稱作為龍的子孫，並且以此而自豪。
第五十六師團師團長渡邊正夫中將，東京陸軍大學畢業，以擅長山地叢林戰著稱。師團的全部戰鬥序列由坦克、裝甲車、炮隊、汽車、摩托車和步兵團組成，行軍神速，火力強大。該師團在剛剛結束的由山下奉文將軍指揮的馬來半島作戰中曾一馬當先率先攻佔吉隆坡。由於大本營深感緬甸方面第五十五師團力量薄弱，於是命令將第五十六師團和另外一支精銳之師第十八師團緊急調往仰光增援。當渡邊師團長的船隊還在海浪裡顛簸的時候，就接連收到同古前線的告急電報，於是他命令各部隊邊登陸邊出發，結果先頭部隊僅用三天就完成三百公里長途急行軍。主力部隊緊跟在先頭部隊的後面，向同古方向急進，在此時也投入了戰場。
日本援軍的到來打破了同古前線的僵局。中日兩軍原本像兩個精疲力盡的摔跤手，誰也無法將誰摔倒，但是第五十六師團的加入立刻使中**隊的防線好像一隻脆弱的盤子那樣四分五裂了。
三十日，日軍一部在坦克裝甲車掩護下突入城內，並從南北兩面將第二百師分割開來。同日，另一部日軍佔領錫塘河以東陣地，掐斷了二百師往東突圍的最後一線希望。
下午，一股日軍再次逼近師指揮部。戴師長指揮特務連與敵激戰，傍晚始將敵擊退。
三十日晚，中國遠征軍新二十二師奉命救援第二百師。他們從南陽車站北面殺開一條血路，掩護第二百師撤退。他們從南陽車站北面殺開一條血路，掩護第二百師撤退。是夜槍炮聲徹夜不息，雙方在黑暗中混戰，互有傷亡。到次日凌晨，中國守軍大部分渡過錫塘河，跳出日軍包圍圈。
至此，歷時十二天的同古大戰終於以中**隊主動撤退宣告結束。日本人佔領了一座空城，中**則退守一百英里外的彬文那。戰鬥尚未結束，中日雙方都迫不急待在各自首都發佈戰報，都稱自己取得重大勝利。雙方輿論為此沸沸揚揚，國民情緒跟著振奮鼓舞。
同古保衛戰是緬甸作戰中中英聯軍進行陣地防禦戰鬥堅持時間最長的一次戰鬥，也是陣地防禦戰鬥實施敵前撤退的一次成功的戰例。第200師與擁有制空權的敵軍苦戰12天，殲敵5000餘人，掩護英軍撤退，為中國遠征軍後續部隊的部署贏得時間，最後全師安全轉移。進攻同古的日軍第55師團在其作戰記錄中說：「當面的敵人是重慶軍第200師，其戰鬥意志始終旺盛。尤其是擔任撤退掩護任務的部隊，直至最後仍固守陣地，拚死抵抗。雖說是敵人，也確實十分英勇，軍司令官飯田中將及其部下對其勇敢均表稱讚。」
史迪威在日記裡，記下了他當時的痛苦心情：「精疲力竭。我在精神上幾乎崩潰了。……，我發誓，我真的受夠了。」第二天，他在無可奈何之中離開前線。途中又見到了杜聿明和廖耀湘。「廖和杜仍在支吾其辭。他們根本就不打算進攻。前線平靜無事，日本人沒有反應。十足的懦夫。」他在東吁一線集結部隊向日軍反攻的計劃已經破滅，遠征軍根本不聽他的命令和指揮，在杜聿明、廖耀湘的背後，還有一支牢牢地控制著他們的鐵腕。「機會就在手邊，卻眼睜睜讓它溜走了。既然無所作為，那就堅決辭職。」史迪威暗暗下定了決心。
3月31日，他在眉苗會見了亞歷山大和從印度趕來的韋威爾。儘管他並不能對遠征軍的撤退負責，但仍然感到臉上無光。他知道，英國人已在公開地嘲弄「史迪威發動的偉大的中國攻勢」，他無言以答，只能對形勢作了一些解釋。其實，英國人的反擊也未能奏效，他們的部隊也正從卑謬撤退。當天，史迪威離開眉苗，飛往重慶。
4月1日，印、緬英軍司令韋維爾和亞歷山大飛抵漂貝的第5軍司令部，感謝中**隊在同古掩護英緬第1師安全撤退。對於中**隊在同古城所作的艱苦戰鬥，大概最高興的就是這些英國人了。因為，在他們看來，那些低賤無知的中國人傻乎乎的為他們做了墊背，讓他們可以有更多的時間把自己的部隊從前線撤下來，做好向印度繼續撤退的準備。對於所謂盟友，英國人的態度並不比德國人好多少。德國第二帝國的鐵血首相俾斯麥曾經這樣描述過德國的結盟策略：「所謂盟友的關係，就像騎士和驢子的關係。德國要做的就是那個騎士，而不是驢子。」如果能夠通過一些花不了多少精力的好聽話，就能讓盟友為了英國人的利益火中取栗，那麼英國人會毫不猶豫的那麼做。