军第27师团被迫调去对付国军的反攻。
同时中美联合空军一部分也在蒋介石和陈纳德的强烈要求下，从缅甸和云南调回来，展开了对洛阳的支援。
5月19日，中美联合空军出动多批次，攻击洛阳附近的日军地面部队。
其中第4大队第21中队7架P40N战斗机，在高又新中队长带领下，对日军第三战车师团反复轰炸扫射，击毁其中10多辆战车，又摧毁30多辆汽车，沉重地打击了日军，更鼓舞了15军的士气。
让15军觉得很快，国军的反攻就会来的。
现在要做的就是坚守到援兵的到来。
虽然蒋介石派兵支援了洛阳，给日军造成不小的麻烦。
但是日军对洛阳是志在必得的。
冈村宁次大将对洛阳的进展情况十分不满，遂令12军司令官内山英太郎亲自督战。
5月20日凌晨5时，日军第12军司令官内山英太郎从郑州赶到洛阳。接管第63师团，全面负责攻打洛阳城的任务。
5月20日，日军开始总攻击，内山英太郎亲自指挥攻城。
下午一时日军炮兵向洛阳城区炮击，
日军首先集中炮兵和航空兵对北邙山进行轰炸，半日内发射炮弹八千余发。