1938年(民国二十七年)10月，在抗日战争中，中国第4战区部队在广东省广州湾地区与日军第21军进行的防御战役。9月，日军决定进攻广州。10月上旬，企图在大亚湾登陆，攻占广州。20日，日军第18师团发动全面攻势，中国守军防线被突破，守军向后溃退。21日，日军攻占沙河，并占领广州市区。日军第104师团向广州以北推进，攻占太平场;23日占领从化。第5师团与海军配合，于23日攻占虎门要塞;25日攻陷三水;26日又陷佛山，于29日到达广州南郊。至此，日军控制了广州及附近要地。广州战役结束。
参与广州作战的有日军第21军下辖的第5、第18、第104师团3个师团4万人;而中国军队则是第12集团军(辖4个师两个团)8万人。
日军伤亡1923名;国军亡2954名，伤5645名，失踪2643名。1937年秋，日军9架飞机空袭广州天河 机场，广州成为日军长期轰炸目标。1939年12月，日军向粤北发动进攻，第一次粤北战争爆发。 1940年1月6日，中国军队收复清远、花县、从化、派潭，第一次粤北战争结束。1941年7月31日，广州日伪士兵产生厌战、反战情绪，发生日兵集体自杀事件。
为了侵占广东，日军从1937年8月31日首次空袭广州起至1938年10月21日广州沦陷，共对广州市进行了长达14个月的狂轰滥炸，其轰炸密度仅次于当时的陪都重庆。空袭广州的日机共有近百批900多架次，共炸死居民6000多人、砸伤近8000人、毁坏房屋4000多间，毁坏船只近百艘。其中规模最大、使广州损失最为惨重的是1938年5月、6月间的大轰炸，仅仅一个多星期，日军共出动飞机14批100架次，广州成为瓦砾与尸骸相互堆积的破烂城市。
役后结果
此战，日军实现了切断中国由华南接受外援的交通线，以及策应武汉作战的目的。对中国来说，则不仅失去了重要的国际物资补给线 ，而且影响了全国战局。
国军第四战区防线北移至粤北 一带.由于广州被占领,粤汉铁路 被打通,再坚守武汉已失去意义,国军遂撤出武汉.日军打通了南北交通线.但同时他们也发现战线过长,已无力再发动大型战役.广州,武汉的沦陷标志着抗日战争进入相持阶段