1937年9月下旬，日军侵华战争由平津南移，其前锋已到达山东德州一带。10月初，韩复榘奉命将他的部队全部由胶济线的高密一带调往津浦线，这时对日作战他已无可推脱，乃于11月上旬，韩亲率其手枪旅（当时已换成步枪）和朱世勤的特务队，过黄河迎战日军。冯玉祥率韩部曹福林二十九师在禹城正面抵挡日军，韩率手枪旅抵挡日军左翼。在济阳韩与日军遭遇，缺乏重武器的手枪旅抵挡不住日军的猛烈进攻，败下阵来。韩率手枪旅贾本甲团在济阳一个村庄被日军包围，激战中他的卫队长牛耕林阵亡，其他卫士也伤亡殆尽，他本人几乎被日军俘获，后来骑摩托车冲出，狼狈逃回济南。
　　11月8日，日军飞机至济南上空轰炸。
　　11月13日，冯玉祥、韩复榘率第三集团军在黄河北津浦路沿线与南犯的日军展开激战。日军飞机参战并大举轰炸济南。
　　由于津浦线对日作战失利，11月14日，日军侵占禹城，韩部急速退守黄河南岸，15日炸毁黄河铁桥，以迟滞日军的进攻。日军迅速攻至黄河北岸，占领鹊山，并血洗了山下村庄。
　　12月7日，日军隔黄河炮击济南；23日，日军矶谷廉介第十师团两万余人兵分两路，自齐河与济阳渡过黄河包抄济南。24日，韩复榘命第三集团军第十二军孙桐萱部断后，离开济南，逃之夭夭。弃守济南之前，他命令所部放火烧省政府、日本领事馆、火车站、进德会及市内的一些重要建筑物。在冲天大火中，他的部队也乘混乱之机抢劫银行、工厂、仓库，并美其名为“焦土抗战”。26日，在黄河北岸鹊山一带日军又自泺口渡河，并炮轰济南；27日，日军炮轰济南竟夜。
　　12月28日凌晨，国民政府第三集团军第十二军孙桐萱所部奉韩复榘令丢弃济南，不战南逃。旧军阀马良等人迎接日军入城，济南沦陷。日军进占济南后，便匆匆忙忙网罗了一些亲日分子组织维持会，以马良为会长，朱桂山为副会长。两个月后伪山东省公署成立，马良任省长，朱桂山任伪济南市市长，维持会撤销。
　　在日本当时出版的相关期刊中登载的照片显示，日军进入济南城后，耀武扬威地列队在当时的山东省政府前以及济南街头行进，有的日军站在济南城楼上以及济南火车站“济南”站名前举枪欢呼胜利，有身穿棉大衣头戴棉帽的日军站在巨大的日军军旗前举杯喝庆功酒的场景，还有两名日本士兵挖开路面埋设地雷的照片，同时还有一些维持会的汉奸欢迎日军进城、面对日军奴颜婢膝的丑态。而被炸毁的黄河铁桥、被毁的道路，尤其是冒着烟火的济南内城以及多处几成废墟的民居，显示出当时日军炮轰济南内城的真实情景。这些照片从一个侧面反映出侵华日军给济南人民和这座城市带来的深重灾难。
　　日军在进攻、占领济南期间，曾制造了“鹊山惨案”“大彦村惨案”“田庄惨案”“黄家峪惨案”等，给当时的济南带来了巨大灾难，给济南人民带来了巨大的生命、财产损失。
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