二甲苯与浓硫酸反应主要发生的是磺化反应，浓硫酸作为催化剂和磺化剂，将二甲苯分子中的氢原子替换为磺酸基团，生成相应的磺酸化合物。这个反应在工业上常用于制备芳磺酸类化合物，具有重要的实际应用价值。