盧布林防御戰在遠征軍未曾估計的時間開始了，德軍的進展超出了石大壽的預計，也超出了王明遠的預計。而戰役甫一開始，21軍遭遇了遠征軍入俄以來的第一場大敗。
遠征軍總部的戰役計劃已經通知了張作相少將，21軍的任務是攔頭，擋住德國人鋒利的矛頭等待主力的攔腰一擊。這個部署不出張作相所料，但引起了郭松齡準將的不滿，“按照這種平庸的部署，為何不讓第3軍也靠過來？這不是借刀殺人嗎？”
“不準說這種話！”張作相嚴厲地制止了郭松齡，“你留在軍部，我到63師督戰，我們已經退無可退，未經命令不得放棄一寸陣地！違令者就地槍決！”
王明遠素有仁慈之名，但不等于不會開殺戒！特別是對于21軍這種非主流部隊。司令官的命令很清楚，必須固守盧布林并保證盧布林向東的道路暢通。21軍在抵達盧布林接到固守該城的命令后，張作相帶著師團長們實地勘察了地形，部署62師于城東，63師于城南，61師一部于城西，該師主力為師預備隊。
這是一個中規中矩的部署，挑不出什么大毛病。但將戰斗力最弱的63師置于城南方向而將主力61師當做預備隊值得推敲。國防軍的師是最大的戰術兵團，配備了完備的輔助部隊，炮兵、工兵、騎兵、輜重、醫護一應俱全，可以獨立承擔各種任務。在這種情況下。將最強的師充作預備隊就值得商榷了，因為不可避免地要拆散使用，也就難以發揮主力師的作用了。
結果真出現了張作相不愿看到的結果。挾擊敗俄軍長驅直入威勢的德軍一下子就壓倒了63師。
擔綱攻擊矛頭的德軍第20軍是東線德軍久負盛名的部隊，為了完勝波蘭戰役，東線德軍在霍夫曼參謀長的主持下進行了戰術革新，特別總結了筑壘地域突破的經驗和教訓，總結出了一套相對先進的戰術，在最大限度地集中兵力于一點的前提下，重新研究了步炮協同、空地協同、戰斗工兵的使用及分隊滲透。一些戰術的成型受到了中國人的啟發，比如青島戰役中華軍戰斗工兵的使用給了德軍深刻的印象。而普洛耶什蒂戰役中國夜襲成功也“教育”了德國人。有著深厚軍事素養的日耳曼民族本就是一個善戰的民族。德軍的總體素質肯定高過了華軍，所以這些東西學起來并不難。
德軍在克拉科夫的突破證明了新戰術的有效，德國人當然不會再犯西線的錯誤了，所以在盧布林的進攻戰中繼續使用他們越來越得心應手的攻堅戰術。
負責波蘭戰役總體策劃的馬克斯.霍夫曼當然不會忽略華軍。羅馬尼亞戰役已經證明了華軍較俄軍更難對付。所以霍夫曼設計的南路德軍在向華沙的進攻中擺出了兩路攻擊的陣型。一來是受制于道路。更主要的原因是擔心從烏克蘭撲過來的華軍。其在維斯瓦河東岸運動的德軍主要的任務就是對付華軍。霍夫曼為其配備了最強的部隊并親自指揮這一路。
在基本判明華軍集結區域后，霍夫曼判斷，華軍自烏克蘭西進波蘭。其進兵方向不外兩條路，一條是自日托米爾——克羅斯堅——科韋利——盧布林，另一條路就是從利沃夫到熱舒夫。仔細權衡各種因素特別是后勤因素后，霍夫曼認為華軍自利沃夫西進的可能性更大。利沃夫不僅是俄軍西南方面軍司令部所在地，也是俄軍西南戰區的后勤補給中心，重裝備超過俄軍的華軍部隊不可能不利用利沃夫的物資。所以，霍夫曼拿出了針對華軍的方案——以一個加強的精銳軍為前鋒，力爭在華軍主力進入波蘭之前越過斯塔洛瓦沃拉，越過華軍的預定阻擊線閃擊盧布林并占領這個要點，調動華軍以爭取主動權，主力則在塔爾努夫——斯塔洛瓦沃拉一線設置伏擊圈，當盧布林告急，華軍主力必然北上，就會鉆進他精心設計的伏擊圈而遭到迎頭痛擊。在擊敗華軍后，德軍將解除后顧之憂，行動完全自由了。
軍事指揮官最主要的功課之一就是計算，所謂的運籌帷幄其實就是做數學題。對于外行相對神秘的軍事指揮領域，作戰指揮就像解方程，這道方程式中有常數也有變數，己方兵力、裝備、補給等都是常數，形勢、敵方兵力等因子則是變數。所以，中國古代兵圣孫武才有“多算勝，少算不勝”的教誨。所以，情報的準確自古至今就是將帥們最為關心的問題。
在這場中德軍事對決中，中德雙方主要指揮官都沒有搞準常數，更遑論變數了。
首先是雙方都沒有準確地搞清楚對手的兵力。中國遠征軍因初來乍到且蹲在遠離戰線的烏克蘭，獲取敵情的渠道主要依靠俄軍的情報，程建國少將率領的航空兵團倒是抵達了前線，一來受制于機場數量，飛行部隊正在陸續轉場抵達，更主要為了不暴露遠征軍的空中實力，葉延冰一直未允許展開大規模偵察。對于德軍在波蘭方向投入的兵力自然就搞不清了。俄軍通報沿維斯瓦河東岸突向盧布林的德軍約10個師，實際情況是整整14個師！霍夫曼將軍將主力置于維斯瓦河東岸了，他不擊敗華軍就不能安心進行波蘭戰役。
而德軍對于華軍兵力的估計也出現了大偏差。德軍一樣搞不清華軍的實際情況。只知道華軍后續部隊正在抵達烏克蘭，而切爾諾夫策附近的華軍一直未動。因此德軍統帥部判斷華軍投入波蘭的兵力總數在15個師左右。這顯然低估了遠征軍的實力。
雙方既不明確對方的實力，在戰略上也多有判斷失誤。德軍沒想到華軍兩路分兵。一路是21軍和3軍，走北路進入盧布林一線，但兩個軍隔著三天的路程。石大壽指揮的另外五個軍則走了南路，從利沃夫方向進入波蘭。遠征軍的計劃是由21軍和3軍攔頭，主力攔腰截擊自斯塔洛瓦沃拉向盧布林運動的德軍，在盧布林以南合圍殲滅其主力。在羅馬尼亞戰役之后，遠征軍對戰德軍的信心提升了，覺著以21個師配屬重炮兵及空軍，擊敗10個師的德軍不在話下。之所以將第3軍置于盧布林方向，完全是出于道路問題。石大壽要求3軍隱蔽行蹤。不急于進入波蘭。以免嚇住德國人導致戰役計劃的落空。所以盧布林方向只有一個提前進入波蘭的21軍。
德軍的速度超過了石大壽預計，他沒想到斯塔洛瓦沃拉在開戰四天后就陷落了。這樣一來，德軍在維斯瓦河東岸的軍隊有可能逸出自己預定戰場而迅速北上，他親自指揮的五個軍就只能追擊德軍了。所以他命令21軍固守盧布林。而命閻樹林指揮的第3軍火速西進。與21軍靠攏作戰。不得讓對手一兵一卒越過盧布林一線。
而德軍獲知盧布林出現了華軍后，越過斯塔洛瓦沃拉的德軍第20軍沒有猶豫，直撲盧布林。那是德軍計劃中一個必取的要點，
波東戰役就這樣爆發了。
21軍進入盧布林后，張作相沒有考慮利用城市阻擊德軍，而是將防御陣地設在了城外。在華軍將領的習慣性思維里，一般沒有打巷戰的念頭，倒不是畏懼巷戰的殘酷，而是舍不得打碎了精美的建筑，中國實在是太窮了，即使在異國他鄉，將領也舍不得戰火毀掉城市。
張作相將21軍主力師61師擺在了城南，將62師一個加強了炮兵的步兵團擺在了城西，為了保證東面道路（3軍必定要使用這條大路）不被切斷，63師放在了城東。62師主力（張作相的總預備隊）和軍部直屬部隊則留在城內。
這是一個中規中矩的部署，方案當然上報給了石大壽上將。石大壽沒有提出意見。他也提不出意見，因為他根本就沒有去過盧布林。
但令21軍首長們意外的是德軍20軍根本就沒有主攻城南陣地，他們將主力放在了城東，第一天就突破了63師的陣地。由于63師的疏忽大意，也因為63師戰斗力弱，當德軍突破188團1營陣地突向后方時，指揮預備隊反擊的188團團長中炮陣亡，導致了188團的潰散，師部急令左翼189團反擊，卻被士氣高昂的德軍打垮，連師部和炮團都受到了嚴重威脅，緊急轉移至187團陣地才避免了更為嚴重的損失。
僅僅一天，張作相的左翼就崩潰了。
德國人長途奔襲，采取非常規打法是很正常的事，他們嚴重缺少拖曳困難的重炮，自然不會強攻華軍的既設陣地。這算不得什么高招。波蘭平原和寒冬季節為德軍迂回提供了便利，戰爭就是這樣，總是青睞于因地制宜不循常規的將軍。
從未設想過的局面出現了。自然令張作相和郭松齡氣急敗壞，他們還想著在盧布林打一個漂亮仗為21軍及老長官爭光呢。現在卻面臨截斷退路獨立作戰甚至被合圍的危險了。63師的失敗原因很多，軍部沒有派出小部隊前伸，缺乏有效的偵察是其中重要的一個原因。但63師未構筑堅強的防御陣地的主要因素。國防軍野戰筑工有著完善的條例，但63師認為自己不是主要的作戰方向，偷懶了，事后檢討的所謂嚴寒地凍、地下水位過高不能挖掘戰壕都是借口。大片的森林完全可資利用，但他們卻不知變通。而師部在188團出了問題后的應對措施也很糟糕，那個時候的正確應對不是急于反擊突破口，而是命另外兩個團固守原有陣地用火力封鎖突破口以待援軍。
張作相不敢動城南的61師，只好拿出總預備隊62師的兩個步兵團向東反擊，企圖挽救63師。而另一支德軍則于開戰的第2天下午攻擊了盧布林以西華軍陣地，擊破了62師的那個加強團，迫使其向城內撤退。
21軍面臨被合圍的危險。
德軍在盧布林東西兩翼的得手，嚴重誤判了21軍。張作相和郭松齡聯名給石大壽上將的求援電報中夸大了德軍的兵力，認為攻擊盧布林的德軍至少有兩個軍！請求第3軍火速增援！
這份電報令石大壽焦慮萬分。他迅速回電，嚴令張作相不得放棄盧布林，如果判斷城外陣地不能收復可以將部隊撤入城內固守。同時嚴令閻樹林火速西進接應張作相，一面急令南路主力加速行動。張作相的求援電誤導了石大壽，他現在懊惱自己的動作太慢了，德軍主力顯然已經涌向了盧布林，所有的計劃都亂套了。現在他只能希望閻樹林的第3軍靠過去后可以擋住德軍，自己再從南面壓過去。但他必須考慮維斯瓦河西岸的德軍行動，原先反復研究認為橫直不會輸的戰役變得前途莫測起來。石大壽在給王明遠的電報中提出了可能的危險，建議至少將第9軍西調以防萬一。(
