6月27日清晨，日軍搜尋部隊向皮尤河靠近，上了皮尤河橋。戴安瀾立即下令埋伏在此的200師按計劃引爆大橋，兩翼部隊用機槍掃射，經過3個多小時的激戰，日軍遺屍20餘具，丟下步槍11支、輕機槍2挺、摩托車19輛。在清理戰場時，從一個叫磯部一經的少尉軍官屍體上，搜出敵兵力配備圖、作戰日記等，才弄清了正面之敵為55師團步兵第112聯隊。

遠征軍首戰告捷的同時，也送給了日軍在進入緬甸之後的首敗，英緬軍也不得不重新審視這支他們瞧不起的草鞋部隊。6月28日，55師團的122聯隊和143聯隊、師團屬騎兵聯隊、炮兵聯隊，另配屬一個裝備了36門150毫米榴彈炮的野戰重炮聯隊、一個滿編戰車聯隊，在三個航空中隊的配合下，向同古發起了猛烈的進攻。

這時候英緬軍已經撤退，整個同古就只有200師一支部隊了。撤退的英軍雖然沒有像上一世一樣沒有給200師留下任何補給，但是因為他們沒有想到200師可以堅持這麼久。只留下了三天的補給，到了6月30日，已經消耗殆盡了。好在200師自己也帶了一些壓縮兵糧，不過也不太夠。

6月30日深夜，戴安瀾見日軍進攻猛烈，形勢嚴峻，遂決心與同古共存亡，在給其夫人王荷馨的信中寫道：“餘此次奉命固守同古，是上級大計決定，後方聯絡過遠，敵人行動迅速， 現在孤軍奮戰，決心與陣地共存亡，以報國家養育之恩，為國戰死，事極光榮。”

在營以上軍官會議上，為了防止戰鬥中指揮中斷，戴安瀾宣佈：“如本師長戰死，以副師長代之；副師長戰死，以參謀長代之；參謀長戰死，由步兵指揮官替代，各級照此辦理。”

7月1日，一天之內200師官兵打退了日軍七次進攻，先後打死日軍官兵500多人，毀其坦克3輛、裝甲車7輛，俘戰馬38匹，輕、重機槍9挺，九二式步炮1門、步槍266支和其他彈藥裝具。一批化裝成緬甸平民的敵人趕著暗藏武器的牛車企圖矇混進城，也被第200師查出消滅。

7月3日清晨，日軍由南、西、北三面包圍同古。戴安瀾命令收縮外圍，加固工事。日軍見久攻不下，數次派出飛機轟炸同古城，整個城區幾乎成了一片廢墟。戴安瀾請求盟軍空中支援。但是英吉利皇家飛行團不知是畏戰還是想儲存實力，始終沒有派出支援。

英軍不出動飛機支援，但是日軍卻沒有放過英軍的飛行團。派出飛行編隊突襲了英軍馬奎空軍基地，四十多架飛機被毀，設施更是損壞嚴重，短時間內已經無法承擔起降任務。至此，日軍基本上已經控制了緬甸的制空權。

7月4日，55師團的144聯隊也已經趕到，順勢加入了戰團。200師這時候相當獨自對抗整個55師團，連同配屬的野戰重炮聯隊和戰車聯隊。但是全師將士始終沉著迎戰，甚至火燒了同古城外森林，使出了火攻退敵之法。

7月5日，生力軍144聯隊攻破了城牆西北角，598團副團長黃景升親自率領一營與日軍展開了巷戰，使得144聯隊始終無法前進一步。且日軍因為陷入巷戰，失去了炮火的優勢，最終被598團將士趕出了同古城。但是黃景生這位說出“成功雖無把握，成仁卻有決心”這等豪言的悍將，卻在這場巷戰中捨身成仁。成為中國遠征軍入緬作戰犧牲的第一位校官。

戰至6日夜，日軍派出小股部隊藉著夜色穿插進了同古城，突襲200師司令部，戴安瀾手持56衝率領師直屬部隊與日軍激戰通宵，直至援兵趕到，才將敵擊退。7月7日，56師團的一個大隊也趕到了同古東側，跟55師團四面合圍了同古城。

由於西線英軍始終沒有采取積極行動配合，加上英方在運輸上延誤，中國遠征軍後續部隊未能按預定計劃運送到同古前線，第200師苦戰12天，傷亡1500餘人，內缺糧彈，外無援兵，面對增援後2倍於己的敵人，困守孤城，形勢危急。

羅尤青認為，在這樣的情況下，我軍既不能集中主力與敵決戰，以解同古之圍，而曠日持久，仰光登陸之敵勢必參加同古戰鬥，坐使第200師被敵殲滅。如此，我遠征軍將被敵人各個擊破，有全軍覆沒之虞。