汕头港是广东沿海的第二大港。自广州失陷后，汕头成为当时中国对外贸易的主要口岸。1939年6月6日，日军大本营下达攻占汕头的命令。参战的日本海军部队为第5舰队(司令官近藤信竹海军中将)，行动代号是“J”作战。其兵力编成为：第9战队、第5驱逐舰战队(辖第45驱逐舰大队及第12和第21扫雷艇队)、岸基航空兵第3联合航空队、“千代田”号水上飞机母舰、广东飞艇队、海军陆战队1个大队。参战的日本陆军部队为第21军所辖的后藤支队(步兵2个联队和1个独立大队、炮兵和工兵各2个中队、舟桥兵1个中队、轻装甲车1个小队)，行动代号是“华”作战。
当时，潮汕地区的中国守军是独立第9旅和2个保安团。此外，独立第20旅正从翁源向汕头方向移动。
1939年6月18日，日军攻汕各部到澎湖马公集结。6月20日上午，日本海军“J”作战编队掩护着陆军“华”作战部队从马公出发。6月21日1时，日军舰船抵达汕头湾凤屿至南港口一线。其登陆兵立即换乘舟艇。4时，日军登陆兵开始上岸。左路日军登陆达濠岛后，很快就击败了守军。日本海军陆战队攻占了妈屿岛的碕碌炮台。日军后藤支队主力乘船溯西溪而上，于当天8时30分在浮州登陆，从背侧方向攻击汕头。此外，日军1个大队在新津港附近上岸。同日14时，日本海军的两个扫雷艇队清除了汕头港口内外的障碍和水雷，使输送军火和补给品的船队进入港内。16时30分，日军攻入市区，同中国军队展开激烈巷战。6月22日7时，中国军队退出市区，汕头市被日军控制。
接着，侵汕日军主力沿潮汕公路北犯，先后攻占了庵埠、鹤巢、浮洋等地。日军另一部乘汽艇沿韩江进犯。6月24日，日军左路部队攻下
石。6月25日，日军向潮安发动攻击。6月26日，中国的独立第9旅在枫溪防守战斗中失利。次日，日军攻陷潮安。
在整个作战过程中，日本海军航空兵的侦察机和攻击机频繁出击，给其地面部队以很大支援，使得中国守军遭到较大损失。