會戰背景
1943年秋季，當日軍在太平洋戰爭逐步處於守勢後，日軍大本營即開始醞釀“通過攻占中國湘桂、粵漢鐵路以及京漢鐵路南段沿線各主要地區的作戰” 。日軍的中國派遣軍“首先希望迅速瓦解重慶政權，早日解決日華問題，自1944年初起，曾數次向大本營提出進行打通京漢路戰役的意見” 。因此，經過日軍大本營多番醞釀，於3月10日正式下達了“一號作戰計畫”，最終確定的作戰目的為“擊敗國民黨軍，戰略並確保湘桂、粵漢及京漢鐵路南部沿線的要衝，以摧毀第空軍之主要基地，制止敵軍空襲帝國本土以及破壞海上交通等企圖，同時摧毀重慶政權繼續抗戰的意圖” 。
1944年4月17日夜間，日軍華北方面軍第12軍出動10多萬人，乘夜渡過黃河，向平漢鐵路南段豫中發起進攻，揭開“一號作戰”序幕。日軍經過30多天，擊潰40多萬中國軍隊，占領了河南全省，打通了平漢鐵路。
會戰過程
戰前部屬
•日軍
1944年春，武漢地區日軍第11軍的主要作戰部隊共有8個師團又1個旅團，即第3、第13、第34、第39、第40、第58、第68、第116師團及獨立混成第17旅團。為了抽出足夠的兵力用於打通大陸交通線的第二階段作戰，日本大本營從“華北方面軍”調來第27師團、戰車第3聯隊及炮兵4個大隊，從第13軍調來第64師團，另外調來獨立步兵第5、第7、第11、第12旅團，用以接替各師團的警備任務。由於考慮到此次作戰可能傷亡較多，為能在作戰進行中及時補充減員，日本大本營還為第11軍成立了第1、第2、第5、第10野戰補充隊。同時組建了武漢防衛軍，任命國內防衛總司令部總參謀長佐野忠義為防衛軍司令官，負責指揮第11軍離開後武漢地區的警備部隊。
1944年3月上旬，第11軍即已擬制出進攻長沙、衡陽的作戰計畫。但上報後，“中國派遣軍”認為指導思想過於消極，不符合大本營及派遣軍的戰略企圖。由於第11軍負責作戰的高級參謀堅持己見，不肯修改計畫，因而派遣軍將其撤換，改調關東軍第1方面軍負責作戰的高級參謀島貫武治為第11軍高級參謀。島貫根據派遣軍的意圖，於4月間重新擬制了計畫，預定使用自“七七”事變以來對1個地區進攻最多的兵力-8個師團。計畫以5個師團為第一線兵團，分3路沿湘江兩岸南下進攻長沙、衡陽：中路2個師團，沿岳陽至衡陽鐵路及其以東地區南進；東路2個師團，在平江、瀏陽、萍鄉、茶陵山區進行左翼迂迴；西路1個師團，由南縣渡過洞庭湖，在湘江以西的沅江、益陽、寧鄉、湘鄉南進，進行右翼迂迴。進至長沙、瀏陽、寧鄉一線時，第二線的兩個師團投入戰鬥；到達桂林東北地區時，再作階段性的休整。
上述計畫經“中國派遣軍”批准，指示第11軍集中全力進行參戰部隊的作戰組織及準備，並將此計畫轉給負有配合策應任務的第13軍（駐上海）、第23軍（駐廣州）和第5航空軍。
4月25日，第23軍作戰主任參謀高橋晃至漢口，與第11軍商談協同問題。第23軍預定：6月下旬以第22師團的1個聯隊在北江的西岸實施作戰，以策應第11軍作戰；從7月下旬起，以第104、第22師團、獨立混成第22旅團向梧州方面作戰；至9月初向柳州攻擊。
日軍第13軍為牽制第三戰區兵力以策應第11軍作戰，預定以第70師團從金華向西沿浙贛路進攻衢州地區。第5航空軍預定以第1飛行團（轄6個飛行戰隊、2個飛行中隊）協同第11軍及第23軍作戰。其任務是：殲滅桂林以東的中、美空軍，主力直接支援第11軍作戰，一部支援第23軍作戰，並警戒和阻止美空軍空襲日本本土。
•第九戰區
日軍發動豫中會戰後，軍事委員會判斷日軍打通平漢路後必續向粵漢路進攻，當即令第九戰區“積極準備，勿為日軍所乘，以粉碎其企圖”。隨著日軍第11軍向崇陽、岳陽、華容地區的集結，軍事委員會認為日軍開始南犯的日期“當在不遠”，遂於5月28日電令第九戰區薛岳“準備決戰” 。5月29日，軍事委員會又電令直轄各軍歸第九戰區薛岳指揮，參加作戰 。5月31日，軍事委員會電令第三、第六兩戰區各轉用1軍參加作戰 。
依據軍事委員會的電令，第九戰區決心在湘江東岸新牆河、汨羅江、撈刀河、瀏陽河、淥水之間，在湘江西岸資水、溈水、漣水之間節節阻擊、消耗敵人，控制主力於兩翼，在淥水、漣水北岸地區與日軍決戰。
為此，由贛北抽調第58軍、第72軍及新3軍的第183師，請從第三戰區抽調第26軍，從第六戰區抽調第73、第74、第79、第100軍，從第四戰區抽調第46軍，從第七戰區抽調第62軍，與原在湘北長沙、衡陽及濱湖地區的第20、第37、第44、第99、第4、第10各軍合力參加淥水、漣水以北地區的決戰。
會戰開始之前，第九戰區各部隊所在位置為：
贛北方面：第1集團軍以贛保第9團及新3軍的新12師、第183師及第1挺進縱隊（附贛保第4團），任梁家渡，市汊街跨贛江，亘松湖街、高安、奉新、東堡之線警備；第58軍的新10師及贛保第3團控置樟樹、清江，新11師控置分宜。
鄂南方面：第30集團軍以第72軍的第34師、鄂警第14大隊、第3挺進縱隊之一部及新13師，任大港、武寧、留嘴橋、九宮山、塘口、通城、麥市、九嶺、保定關之線警備，以新15師控置於修水附近。
湘北方面：第27集團軍以第4挺進縱隊、第20軍、第13師1個團及新20師，任黃崖市、楊林街、新牆、八仙渡、鹿角之線警備，以第133師控置長樂街附近。
湘西方面：第99軍以第99師及第92師擔任營田、湘陰、蘆林潭、沅江南嘴小港、漢壽之線警備。
戰區直轄部隊：第37軍一部任汨羅江警備，主力集結於瓮江鋪、浯口地區；第4軍集結長沙地區，並任長沙警備；第44軍集結瀏陽地區；暫2軍集結株洲、淥口地區；第10軍集結衡山、衡陽間地區。
1.贛北方面：第1集團軍以贛保第9團及新3軍的新12師、第183師及第1挺進縱隊（附贛保第4團），任梁家渡，市汊街跨贛江，亘松湖街、高安、奉新、東堡之線警備；第58軍的新10師及贛保第3團控置樟樹、清江，新11師控置分宜。
2.鄂南方面：第30集團軍以第72軍的第34師、鄂警第14大隊、第3挺進縱隊之一部及新13師，任大港、武寧、留嘴橋、九宮山、塘口、通城、麥市、九嶺、保定關之線警備，以新15師控置於修水附近。
3.湘北方面：第27集團軍以第4挺進縱隊、第20軍、第13師1個團及新20師，任黃崖市、楊林街、新牆、八仙渡、鹿角之線警備，以第133師控置長樂街附近。
4.湘西方面：第99軍以第99師及第92師擔任營田、湘陰、蘆林潭、沅江南嘴小港、漢壽之線警備。
5.戰區直轄部隊：第37軍一部任汨羅江警備，主力集結於瓮江鋪、浯口地區；第4軍集結長沙地區，並任長沙警備；第44軍集結瀏陽地區；暫2軍集結株洲、淥口地區；第10軍集結衡山、衡陽間地區。
作戰經過
1944年5月23日，日軍第11軍指揮所從漢口推進至蒲圻。25日，參加進攻作戰的各部隊已先後到達進攻出發地位：第40師團位於石首、華容地區，第116師團位於岳陽南的新開塘地區，第68師團位於岳陽東的臨湘、西塘地區，第3師團位於崇陽、洪下附近，第13師團位於崇陽東的白霓橋地區，第34師團的第218聯隊（針支隊）位於岳陽東北城陵磯。第二線的第34師團位於蒲圻南面的白石鋪、花亭橋一帶，第58師團位於監利、郝穴地區，第27師團位於蒲圻北沿鐵路兩側。右側掩護部隊獨立步兵第5旅團的3個大隊，分別位於彌陀寺、黃金口、閘口，獨立混成第17旅團的2個步兵大隊位於楊林市、甘家場，第116師團的109聯隊位於藕池口。
5月25日、26日，日軍第1飛行團空襲長沙，並與中、美空軍在荊門上空進行了空戰。
5月27日，日軍第一線5個師團開始分3路向第九戰區崇陽迄公安、南縣一帶發起全線總攻：東路第3、第13師團於5時首先向守軍第30集團軍第27軍陣地進攻；中路第116師團（欠1個聯隊）、第68師團於21時至24時強渡新牆河，向守軍第27集團軍第20軍陣地進攻；西路第40師團、第116師團的第109聯隊、獨立混成第17旅團的2個大隊以及獨立步兵第5旅團以3個大隊編成的野地支隊均於24時向松滋河東岸守軍第99軍第92師前進陣地進攻。第34師團第218聯隊（針支隊）於20時，在海軍支援及前導下搭乘170餘艘小艇由岳陽南航進入洞庭湖中。迄28日零時，日軍第一線部隊全部投入戰鬥。
•長沙及湘北地區戰鬥
日軍發動總攻後，迅速突破守軍第一線陣地，強渡過新牆河，向縱深攻擊前進。戰鬥至6月1日，東路日軍第3、第13師團先後攻占通城、麥市、南江、龍門驛及平江；守軍新13師撤退至南江以東的幕阜山區，第20軍轉移至平江以南祖師岩附近收容整理。中路日軍第116師團（欠1個聯隊）及第68師團相繼攻占楊林街、黃沙街、關王橋，進至汨羅江北岸，乘汽艇南下的第218聯隊則越過汨羅江，攻占歸義；守軍第20軍退守汨羅江南岸，第37軍留一部兵力防守汨羅江陣地，主力南撤至上杉市。西路日軍第40師團及獨立混成第17旅團一部、獨立步兵第5旅團主力先後攻占南縣、安鄉、三仙湖市，進至赤山半島；守軍第100軍的第63師及第99軍的第92師（此時尚屬第六戰區）被迫西撤。
6月2日，軍事委員會致電第九戰區：“飭薛長官轉各總司令、各軍、師長，上下一致，爭取最後勝利。並規定凡命令固守地點，不得擅自撤退，違者照連坐法治處。”薛岳準備以第92師、第99師、第77師、第162師分別固守沅江、湘陰、益陽、三姐橋。軍事委員會則令“固守長沙（嶽麓山）、瀏陽、衡陽三要地” 。同日，日軍第11軍也下令命各師團對汨羅江以南的守軍第37軍、第99軍進行包圍擊殲，並向撈刀河前進，同時將第二線兵團的第34師團和第58師團投入戰鬥 。日軍各師團稍加整頓，即按照軍的命令開始行動。
第九戰區見瀏陽方面情況緊急，急令第183師於6日到達桐木（瀏陽東南約30公里），令第26軍星夜兼程至萍鄉，策應瀏陽、醴陵方面和作戰。但防守右翼的第37軍僅實施輕微的抵抗，即逐步後撤至瀏陽以東山區；防守左翼的第99軍則仍據守著湘江兩側的青山、喬口、靖港、蘭溪、營田、湘陰、樟樹等據點，頑強抗擊日軍。日軍第11軍遂下令命西路日軍及中路日軍圍殲第99軍。
軍事委員會為增強湘江以西的防守能力，於6月4日令第六戰區的第24集團軍歸第九戰區指揮。戰鬥至6月8日，西路日軍第40師團攻占沅江後又攻占花湖口，迫近白馬寺；守軍第92師及第99軍軍部撤至溈水南岸。中路日軍第116師團及第68師團均已突破汨羅江防線，進至撈刀河北岸的水渡河、春華山地區；守軍第99師撤至三姐橋附近山區；在第116師團西側新加入戰鬥的第34師團突破守軍的神鼎山、新開市陣地後，到達撈刀河北岸的橋頭；在第116師團與第68師團之間新投入戰鬥的第58師團的主力進至汨羅江以南栗山港附近，其52旅團則西進攻占了湘陰。此時，東路日軍第3師團及第13師團已分別進至瀏陽西北的相公寺及瀏陽以東的蔣家埠附近。
當日軍即將進抵撈刀河北岸時，第11軍即已開始作進攻長沙的部署。鑒於此前進攻長沙的教訓，這次進攻極為謹慎，早在會戰開始之前即已確定由第58師團進攻長沙，並預先進行了攻堅戰術、戰鬥的特別訓練；預定進攻嶽麓山的第34師團也預先進行了各兵種協同山地攻堅戰的特別訓練。為保障該兩師團進攻長沙時的側背安全，還計畫令其東西兩路的部隊先期分向瀏陽、寧鄉進出，使長沙陷於孤立，爾後再將該兩師團投入攻擊。6月7日夜下達了如下先攻占長沙兩側的寧鄉、瀏陽，再進攻長沙的作戰命令 ，日軍各部隊按照命令開始調整態勢，西路第40師團則積極向益陽逼近。
中國軍事委員會於6月9日令剛到達桃江鎮附近的第24集團軍加入戰鬥。因日軍已迫抵資水，益陽危急，第九戰區令第24集團軍速向益陽、寧鄉前進。6月10日，日軍開始圍攻益陽，王耀武令第100軍馳援。第100軍於12日拂曉進抵益陽附近，但此時益陽守軍第77師已因傷亡過眾於11日夜突圍撤走。第100軍的第19師並不知守軍已撤，於12日拂曉向益陽外圍日軍進攻。經激戰後，日軍主力轉向寧鄉進攻，第19師於14日收復益陽，將城防再交第77師，第19師尾隨日軍，南下寧鄉。
日軍第40師團由益陽進攻寧鄉時，遭到守軍第73、第79軍的堅強抗擊。第九戰區為策應寧鄉之戰，令第99軍轉移至寧鄉東南的金馬橋附近作為機動部隊，準備適時側擊進攻寧鄉的日軍。守備寧鄉的部隊是配屬第73軍的第58師。日軍突破外圍陣地後猛攻寧鄉城於6月15日晨突入城內。兩軍展開激烈巷戰。經反覆肉搏，迄18日，守軍僅餘200餘人，仍據守核心陣地。19日凌晨，日軍第40師團轉向湘鄉進攻，由益陽尾追日軍的第19師進入城中，與58師殘部會合。
東路日軍於6月8日接到軍的命令後稍事整頓，於10日開始向瀏陽實施夾攻，第3師團突破高開橋陣地由西、北面向城垣攻擊。第13師團以一部經古港，從東面進攻城垣，主力迂迴至瀏陽城南。激戰至14日上午，第44軍守城部隊突圍，日軍占領瀏陽。
中路日軍第116、第68師團分別從汨水渡河，在春華山附近強渡撈刀河，擊退守衛長沙的第4軍警戒部隊，於14日進抵株洲及其東南的石亭附近。守軍暫7師退守淥水南岸。此時日軍第34師團已渡過湘江，進抵嶽麓山東、北兩面，第58師團已進至長沙東面 。
6月16日，日軍在航空兵直接支援下，對嶽麓山及長沙市發動總攻，第34師團當天攻占了嶽麓山東、西的虎形山和牛形山。黃昏時，日軍第58師團突破第59師修械所陣地，59師撤守妙高峰、天心閣核心地帶。
6月17日晨，日軍在航空兵掩護下向天心閣和桃花山陣地猛攻，並施放大量噴嚏性毒氣。雙方死傷均極眾。嶽麓山方面，日軍第68師團的第58旅團由第34師團右翼迂迴至守軍第90師左翼，猛攻燕子山陣地，第90師的第268團損傷過半，形勢極為嚴峻。第4軍決定將軍主力增援嶽麓山，令第59師及第102師各留1個團繼續防守長沙市，其餘部隊於入夜時渡湘江轉移至嶽麓山。渡河倉促，墜江溺斃者，不下千餘，加上日軍在牛形山及其東面以猛烈火力側擊半渡的部隊，致死傷更眾。後續渡河部隊被迫折返東岸。18日晨，渡河部隊到達湘江西岸時，嶽麓山核心陣地已失，被迫退出嶽麓山。其後復被尾擊，直潰退至邵陽。留於長沙的2個團，在日軍猛攻下更無法支持，一部千餘，由北門衝出東山，沿途與日軍戰鬥，退至茶陵歸27集團軍歐副總部收容、指揮，長沙遂於18日15時被日軍占領。
“中國派遣軍”為了策應第11軍作戰，在日軍進攻長沙期間令第13軍派駐杭州的第70師團從金華進攻衢州，以牽制第三戰區的部隊向湖南調動。6月10日第70師團沿鐵路兩側攻擊前進，12日攻占龍游，以後即遭到守軍第26、第79師的堅強抵抗。第105、第145、第146師亦投入反擊。但在日軍駐金華的獨立步兵第104大隊來援後，守軍退守衢州城。6月26日4時40分，日軍開始攻城，5時15分突入城中。守軍撤退至衢江，因船不足，大部泅渡，遭追擊日軍火力集襲，傷亡甚大。日軍僅1個師團，深入擁有3個集團軍的第三戰區80公里。第三戰區作戰17日，不僅未能圍殲日軍，也未能阻止日軍，反而損失1000餘人。日軍占領衢州後，認為牽制任務已經完成，於27日開始撤回金華。
•衡陽及湘中地區戰鬥
日軍第11軍在開始向長沙發起總攻的6月16日即向各部隊下達了在第九戰區失守長沙、寧鄉等地後，乘其混亂、尚未組織起新的防禦體系之前迅速突進攻占衡陽的命令，因而預定用以攻擊衡陽的第68師團及第116師團在長沙尚在激戰之際即渡過瀏陽河南下，在長沙棄守時已進至株洲及其以東的清江鋪地區，爾後準備沿湘江兩岸向南快速推進，直趨衡陽。東路日軍第3師團及第13師團占領瀏陽後即繼續向醴陵、萍鄉前進，並準備向攸縣、安仁、耒陽（耒縣）推進。湘江西岸的西路日軍第40師團於19日攻占寧鄉後亦繼續南下湘鄉，並準備向衡陽以西的永豐、渣江前進，與東路日軍遙相呼應。
長沙失守後，軍事委員會為保衛衡陽、阻敵深入，於6月20日對第九戰區下達了作戰命令 。
日軍通過空中、地面偵察，根據中國軍隊的集結、調動情況，再結合以往的一貫戰法，大致上已判斷出軍事委員會集中兵力分由東、西兩面實施夾擊的戰役企圖，遂令東、西兩路日軍集結兵力，加強對醴陵、寧鄉方面的作戰，以掩護中路日軍進攻衡陽。
東路日軍第13師團於6月20日占領醴陵後，僅以一部兵力繼續南下。而以主力向東進攻準備實施夾擊的中國軍隊，在劉公廟附近重創第26軍，並迫使第58、第72軍向東撤退，於22日占領了萍鄉。日軍第3師團亦於萍鄉以北地區擊潰了第58軍。軍事委員會計畫的反擊作戰已無法實現。
西路日軍第40師團於19日攻占寧鄉後即全軍南下，在湘鄉以北擊退第73、第74軍，於22日攻占湘鄉。守軍新23師（附第92師1個營）退守石獅江、三棗。與此同時，中路日軍第116師團的第133聯隊，亦向東進攻，配合第40師團，在湘鄉東南的東台山一帶擊退守軍第32師。至此，第40師團即暫停南進，集結兵力準備與由西北南下的第24集團軍作戰。
中路日軍第116師團和第68師團在日軍總攻長沙之前，即已於6月13日和16日分別輕易地占領了株洲及清江鋪。守軍暫2軍退守淥水南岸。配屬第116師團的第68師團第133聯隊則西進，占領了湘潭。守軍新23師退至漣水以南，轉移到東台山一帶。6月19日，第116師團（附第68師團的第57旅團）由株洲附近西渡湘江，分兩路各沿湘江西岸及易俗河向衡陽前進；第68師團（欠第57旅團）由石亭附近渡過淥水，擊退暫2軍後沿湘江東岸向衡陽急進。第68師團於23日即已突抵泉溪市附近，並渡過耒河，擊退暫54師的警戒部隊。24日傍晚，以一部西進，進攻五馬槽衡陽外圍陣地，主力經赤水塘西渡湘江，向衡陽以南迂迴。迄27日，日軍第116師團進至衡陽城西郊，突破守軍第3師陣地，逼抵瓦子坪、虎形山主陣地前；第68師團一部突破五馬槽第190師前進陣地和馮家沖主陣地，並攻占了飛機場；主力則突破衡陽城南黃花嶺、歐家町預10師的警戒陣地，進至鐵路線預10師的主陣地前。至此，衡陽已處於日軍的三面包圍之中。
衡陽位於湘江中游，系粵漢鐵路和湘桂鐵路的交會點，是第九戰區的重要戰略基地之一。該城東端緊臨湘水西岸。防守衡陽的部隊為第10軍，下轄第3師、第190師及預10師。第190師及暫54師原在湘江以東，日軍第68師團獨立第64大隊攻占湘江東飛機場，將190師及暫54師從中間割斷後，第10軍為集中兵力、縮短防線，於26日夜將該兩師調回湘江西岸衡陽市區。其中第190師是後調師，僅有1個第570團是個完整的團，其餘各部均僅有幹部；第3師有1個團尚在衡山附近。另外還配屬有暫54師（欠2個團）及48師的戰防炮營、第46軍的1個山炮連和第74軍的野炮營。此時在衡陽的防禦部署是：第3師防守衡陽西北部，預10師防守衡陽西郊，第190師防守衡陽南郊，暫54師防守衡陽北郊。
6月27日夜，日軍完成了攻城的準備 。
6月28日拂曉，日軍發起總攻。守軍各部隊在炮火支援下堅守陣地，並不時予以反擊。激戰終日，日軍毫無進展。第68師團師團長佐久間為人及其參謀長原田貞三郎等被炮擊負重傷，由第116師團師團長岩永汪統一指揮兩師團。29日日軍仍毫無進展。岩永汪將衡陽以西四塘附近擔任側背警戒的第133聯隊投入戰鬥，與炮兵第122聯隊協同，企圖於7月1日進攻城西堅固據點張家山。激戰至7月2日，除主攻方向上經多次反覆爭奪的張家山被日軍第133聯隊攻占外，其他方面的守軍均擊退日軍的多次進攻，守住了陣地。
由於守軍的抗擊，日軍連續猛攻5日，損耗了大量人員和彈藥，僅推進了1000米。第11軍為補充彈藥和休整戰力，決定於7月2日夜暫停進攻，預定7月11日再重新發起進攻。
守軍為增強防守力量，乘日軍暫停攻擊之機，調第3師留置衡山附近的第8團歸建。該團於5日8時許從何家塘、望家坳間突破日軍包圍圈，沖入城中。由於日軍主攻方向始終保持於城西南郊，守軍為加強該方面的防守、徹底形成重點，重新調整了部署：令第3師（欠第7團）南移占領天馬山、岳屏山、接龍山、五桂嶺高地，建立第二線陣地；第3師所遺城西北防務，除易賴廟的前街及青山街、楊林廟主陣地仍由第7團防守外，其餘均交由第190師接替；湘江西岸的警戒，以鐵爐門為界，以南由暫54師負責，以北由第190師負責。
中路日軍進攻衡陽期間，東路日軍第3、第13師團連續攻占攸縣、安仁、進抵耒陽；西路日軍第40師團亦已攻占衡陽西北僅35公里的渣江，衡陽守軍已完全陷於孤立。但在西路日軍後方，守軍第30集團軍曾實施反擊，6月28日收復萍鄉，7月4日進攻醴陵，幾乎全殲日軍騎兵第3聯隊。日軍第27師團等部隊前來增援，於10日又奪占醴陵。
日軍第68、第116師團經休整補充及加強炮兵後，於7月11日上午開始第二次攻擊。此時第68師團已由堤三樹男接任師團長。第116師團的120聯隊在其飛行第44戰隊、野炮兵第122聯隊及獨立野炮第2聯隊掩護下，向城西南預10師第一線陣地要點虎形山發起猛攻。激戰至12日9時，守軍傷亡重大，陣地為日軍突破。第3師抽出1個營增援反擊，經白刃戰後，營長陣亡，士兵死傷四分之三，未能收復陣地，退守西禪寺。激戰至15日，第一線陣地多處被突破，第二線增援部隊經反覆爭奪，又收復一些要點，兩線陣地犬牙交錯，戰鬥極為激烈。第10軍為加強城西南的防禦縱深，又令第190師在接龍山、雁峰寺、中正堂一帶建立第三線陣地。迄16日，第一線陣地楓樹山、軍艦高地等俱為日軍突破。第10軍遂將第一線陣地全部放棄，以第3師及預10師殘部合力防守第二線陣地。此時，城西郊日軍第57旅團亦已推進至距小西門不足1000米之處。由於守軍防禦正面縮小，所以人員傷亡雖眾，防守強度和火力密度卻減少甚微。7月17日、18日，日軍進攻勢頭下降。經連日激戰，日軍主攻方向上的第116師團第120聯隊聯隊長和爾基隆大佐及第133聯隊的3個大隊長相繼被打死，每大隊所余兵力不足100人，而且彈藥已嚴重不足，攻堅戰鬥已難以為繼。日軍第11軍不得已再次下令於19日起暫停攻擊。
軍事委員會雖早在日軍圍攻衡陽之前即已令王陵基指揮第72、第58、第26軍，楊森指揮第20、第44軍，歐震指揮第37軍、暫2軍，王耀武指揮第73、第79、第99、第100軍等夾擊日軍，後又數次電令各兵團“乘敵後空虛，擊破進犯之敵”和“掃蕩當面敵人”，令李玉堂、王耀武“速解衡陽之圍”，但衡陽外圍各兵團在東、西兩路日軍的阻擊下有時連守都守不住，被迫不斷後撤，當然更無力擊殲兩路日軍、解衡陽之圍了。
由於湘江以東各軍散處日軍側後，距衡陽尚遠，而第62軍已迫近衡陽，因而軍事委員會於7月22日電令第九戰區集中湘江以西部隊向進攻衡陽的日軍攻擊 。23日，軍事委員會又電令李玉堂“即日進駐62軍軍部，直接督促”。
軍事委員會的電令（包括以前的多次電報）均被日軍情報人員破譯，因而日軍對第九戰區各部隊的行動非常清楚。這次獲得情報後，當即將電令內容通知各師團，並令第40師團占領衡陽西南、正西和西北約10至15公里處的七里山、兩母山、二塘、城口墟、板橋、狹山沖一線陣地，堵截、阻擊由西方來援的中國軍隊。同時令第57旅團歸還第68師團建制，令第109聯隊歸還第116師團建制，以便於指揮。
第62軍一度突進至火車西站，但在日軍第40師團的反擊下，傷亡甚大，且彈藥告罄，被迫撤退至盤右嶺附近收容整理。第79、第74軍主力及第100軍之第319師亦被阻止於日軍第40師團的堵截線之外。
7月29日，日軍第11軍確知專為補給衡陽地區的輜重車隊預定8月4日前後可到達衡陽附近，部隊也經過調整，遂於當日下達了攻擊命令：確定8月4日開始第三次攻擊，除令第68、第116師團仍擔任主攻任務、於8月4日向岳屏山方向攻擊外，另令第58師團於8月5日向衡陽西北方向攻擊，令第13師團以一部兵力在湘江東岸以火力支援湘江以西的作戰。
7月27日及8月2日，中國空軍兩次空投蔣介石的手令，鼓勵第10軍堅守衡陽待援 。8月2日，第62軍及第100軍確已到達三塘、兩母山地區，第74軍亦已到達佘田橋、新橋，第79軍到達望城坳附近，與日軍第40師團激戰。第62軍在進攻二塘、兩母山時與日軍第234聯隊進行了白刃戰，予該聯隊以殲滅性打擊。但由於第62軍等在戰鬥中傷亡亦眾，始終未能殲滅依託工事堅守陣地的日軍殘部，被阻於日軍堵截線之外，未能與衡陽守軍會合。在此期間的外圍各兵團，除第24集團軍遵照軍事委員會的命令積極向湘江以西進攻衡陽的日軍進攻外，湘江以東的第九戰區各軍沒有進行積極有力的進攻。
8月4日，日軍第68、第116師團對衡陽第3師及預10師陣地發起總攻。5日，第58師團（從長沙增援到來）由衡陽西北投入戰鬥，猛攻第190師陣地。激戰至6日拂曉，第190師退守小西門及其以北的城垣。當日夜，日軍第58師團一部從城西北角突入城內，西南方面岳屏山、天馬山等陣地亦為日軍第116師團突破。7日6時起，日軍集中炮火先對守軍進行了約2小時的炮火準備，爾後發起衝擊。守軍陣地大都被毀，官兵傷亡慘重，五桂山、接龍山等陣地先後失守。但第3師及預10師的官兵仍頑強抵抗。
8月7日夜，第10軍軍長方先覺派參謀長孫鳴全與日軍聯繫投降事宜；8日晨，方先覺率其第3師師長周慶祥、第190師師長容有略、預10師師長葛先才、暫54師師長饒少偉及副官處處長孫廣寬在城南天主堂與日軍第68師團師團長堤三樹男會見，正式繳械投降。據日軍記載，繳械的官兵共13306人（大部為傷病員，能戰鬥者約4000人）。此時，不願投敵的部分官兵“仍在城內進行抵抗”。由第四戰區抽調來援的第46軍等已進抵距衡陽8公里的二塘。
衡陽失守後，第九戰區以一部兵力在衡陽以西攻襲日軍，主力撤至洪橋一帶。日軍經休整、補充後，9月1日開始進攻：第3、第13、第40、第58師團向零陵、全縣，第116、第37師團向邵陽進攻。守軍第37軍在常寧進行了較頑強的抵抗；第79、第62軍在白鶴鋪、大營市一帶，第74、第100軍在渣江、永豐一帶，稍事抵抗後再次後撤。日軍於9月5日攻占祁陽，7日攻占零陵，13日占道縣，14日不戰而占領築有堅固國防工事的全縣。至此，長衡會戰結束。
戰果統計
長衡會戰過程中，直接協助第九戰區作戰的中國空軍的中美空軍混合團基本上掌握了戰場上空的制空權，迫使日軍航空兵及地面部隊的大規模行動多在黃昏後和黎明前進行。據國民政府軍事委員會統計，自1944年5月27日至9月6日間，中美空軍混合團共出動飛機667批，其中驅逐機（戰鬥機）出動3416架次，轟炸機出動248架次，計擊落日機66架，地面炸毀58架、炸傷10架，另擊毀各種車輛521輛、木船1360隻。據日軍統計，僅7、8兩月中美空軍混合團就出動427批、2752架次。
後初期，國民政府統計中國軍隊傷亡90577人，日軍傷亡66809人； 但1989年台灣國民黨當局所編《抗日戰史》則不記載雙方傷亡損耗的數字。日軍第11軍統計，至衡陽失守時，中國軍隊陣亡66468人，被俘22460人，被繳獲的武器約為10個師的裝備。 從會戰開始至7月20日，日軍戰死3860人，戰傷8327人，病7099人，總計傷亡減員19286人。但日軍估計至8月中旬傷亡人數當達到4萬至5萬人。並喪失湖南大片國土，是一次失敗的戰役。
兵力對比
湖南會戰歷時三個多月，雙方參戰人數，國軍先後投入16個軍，40多個師，約35－38萬人；日軍先後投入10個師團，約25－28萬人。
| 第11軍司令官橫山勇 | 第3師團山本三男 | 步兵第6、第34、第68聯隊 騎兵、野炮兵、工兵、輜重兵第3聯隊 |
| 第13師團赤鹿理 | 步兵第65、第104、第116聯隊 山炮兵第19、工兵第13、輜重兵第13聯隊 | |
| 第68師團佐久間為人（前）堤三樹男（後） | 步兵第57旅團志摩源吉（獨立步兵第62、第63、第64大隊） 步兵第58旅團太田貞昌（獨立步兵第115、第116、第117大隊） 獨立山炮第5聯隊及工兵隊、輜重兵隊 | |
| 第116師團岩永汪 | 步兵第109、第120、第133聯隊 野炮兵第122聯隊、工兵第116聯隊、輜重兵第116聯隊 | |
| 第40師團青木成一 | 步兵第234、第235、第236聯隊 山炮兵第40隊、工兵第40隊及騎兵隊、輜重兵隊 | |
| 第34師團伴健雄 | 步兵第216、第217、第218聯隊 第34搜尋隊、野炮兵第15聯隊、工兵第34聯隊、輜重兵第34聯隊 | |
| 第58師團毛利末廣 | 步兵第51旅團野滯式彥（獨立步兵第92、第93、第94、第95大隊） 步兵第52旅團古賀龍太郎（獨立步兵第96、第106、第107、第108大隊） 野炮兵第14聯隊及工兵隊、輜重兵隊 | |
| 第27師團竹下義晴（原屬華北方面軍，豫中會戰後配屬第11軍） | 中國駐屯步兵第1、第2、第3 聯隊 山炮兵，工兵，輜重兵第27聯隊 | |
| 第37師團長野皊一郎（8月下旬到達戰場，參加洪橋作戰） | 步兵第225、第226、第227聯隊 山炮兵，工兵，輜重兵第37聯隊 | |
| 資料來源： | ||
| 第九戰區司令長官薛岳 副司令長官王陵基、王纘緒、楊森 | 第30集團軍總司令王陵基（兼） | 第58軍魯道源（新10、新11、第183師）（原屬第1集團軍） 第72軍傅翼（第34、新13、新15師） 第2、第3、第4、第5挺進縱隊 |
| 第27集團軍總司令楊森（兼） | 第20軍楊漢域（第133、新20師，第134師的第401團） 第44軍王澤浚（第150、第161、第162師） | |
| 第27集團軍副總司令歐震 | 第26軍丁治磐（第41、第44師）（6月初由第三戰區轉隸） 第37軍羅奇（第60、第95師，第140師的第419團） 暫2軍沈發藻（暫7、第8師） | |
| 第27集團軍副總司令李玉堂 | 第10軍方先覺（第3、第190、預10、暫54師） 第46軍黎行恕（新19、第175師）（6月中旬撥歸第九戰區指揮） 第62軍黃濤（第151、第157師）（6月中旬撥掃第九戰區指揮） | |
| 第24集團軍總司令王耀武（會戰初期撥歸第九戰區指揮） | 第73軍彭位仁（第15、第77、暫5師） 第74軍施中誠（第51、第57、第58師） 第79軍王甲本（第98、第194、暫6師） 第100軍李天霞（第19、第63師） | |
| 戰區直轄部隊 | 第4軍張德能（第59、第90、第102師） 第99軍梁漢明（第92、第99師、第197師的591團） 炮兵第3旅王若卿（炮兵第1團，炮第18、炮第14團各1個營，第10軍炮兵營及補充團） 工兵第14、第5團，通信第1團，特務團及憲兵第18團 | |
| 資料來源： | ||
戰役結果
這次會戰雖然給日軍以一定的打擊，但從戰役整體看，第九戰區不僅未能打破日軍攻取長沙、衡陽，進而控制粵漢、湘桂鐵路線的戰略企圖，而且損耗了自己大量的有生力量和武器裝備，丟掉了大片的陣地，是一次失敗的戰役。
失敗原因
會戰失敗的根本原因和豫中會戰一樣，是由於高級將領抗戰消極，企圖保存實力以及軍隊腐敗。衡陽堅守40餘日，雖經一再電促外圍部隊前往解圍，但除第62軍及第100軍、第79軍先後進至衡陽郊區或外圍外，其他部隊均未到達衡陽附近。特別是湘江以東的各軍，根本沒有向衡陽方面作出任何積極的行動，一直徘徊於東路日軍以東的萍鄉至茶陵以東地區。即使受命進攻，也只是進行了一些“無關痛癢之攻擊”。從當時有關的報告中可窺見中國軍隊的一般。
至於作戰指導方面導致失敗的直接原因，也仍然是國民政府多數軍隊內部矛盾形成的難以克服的一些老問題。在這次戰役中表現較為突出的有兩點：部署欠當，兵力分散。 部隊互不協同，逐次使用兵力。這一錯誤導致貽失戰機，且遭各個擊破 。
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抗日戰爭中的歷次會戰
| 介紹1937年至1945年中日戰爭中的歷次大型會戰 |
抗日戰爭時期的22場大會戰
整個八年抗戰，國軍正面戰場先後進行大戰役22次，重要戰鬥1117次，小型戰役3.89萬餘次，斃傷日軍85.9萬餘人，國軍總共死傷322萬多人。| 會戰名 | 時間 | 簡介 |
| 淞滬會戰 | 1937年8月13日——11月11日 | 雙方投入幾十萬的兵力。由於國民革命軍戰略不當，武器裝備落後，在付出了330000多人的損失後，最終被迫匆忙撤兵，並直接導致了南京會戰的失利。此戰日軍傷亡50000餘人。 |
| 南京保衛戰 | 1937年12月1日——12月13日 | 淞滬會戰後，日軍迅速進攻國民政府首都南京。此時國民革命軍兵力凋零，被迫在12月12日匆忙突圍撤退。日軍進入南京開始了長達數月，慘絕人寰的南京大屠殺，殘酷殺害中國軍民300000多人。 |
| 太原會戰 | 1937年9月13日——11月 | 1937年9月13日，日軍占領大同後向太原進攻，國民革命軍由於指揮混亂，布置不當，被迫從太原突圍。此戰國民革命軍英勇抵抗，付出了重大犧牲，消滅敵軍20000餘人。但從此國民革命軍在華北戰場的正規戰爭宣告結束。 |
| 徐州會戰 | 1938年1月——5月21日 | 日軍打通了津溥線，擴大了占領區，但未能消滅中國軍隊主力。國民革命軍的防禦作戰和主動轉移為此後的武漢保衛戰贏得了4~5個月的時間。其中台兒莊大捷消滅鬼子10000多人，極大地鼓舞了全國人民的抗戰意志。 |
| 蘭封會戰 | 1938年5月21日——6月 | 日軍試圖在徐州會戰後繼續擴大戰果，板垣征四郎師團孤軍深入，被以薛岳為指揮的國民革命軍包圍。最後由於蔣軍嫡系將領的無能，國民革命軍最終功虧一簣。 |
| 武漢會戰 | 1938年6月——10月 | 歷時四個半月的武漢會戰雖然最終以武漢失守而結束，但國民革命軍的正面抵抗取得了斃傷敵軍40000人、近100000名日軍因戰鬥、氣候、疾病等原因暫時喪失了作戰能力的巨大戰果，極大地消耗了日軍的有生力量，抗日戰爭從此進入相持階段。 |
| 隨棗會戰 | 1939年5月1日——20日 | 武漢會戰後，日軍為消除鄂北、豫南方面國民革命軍對武漢的威脅，向湖北省棗陽地區發動進攻。國民革命軍消滅斃傷敵軍13000人，第五戰區也付出了較大的犧牲。日軍未能達到預定的戰略目標。 |
| 第一次長沙會戰 | 1939年9月14日————10月 | 日軍動用100000兵力，卻在第九戰區第十五集團軍的抵抗下損失慘重。日軍承認“在部分戰場上，部分戰況之激烈超過了諾門坎”。在國民革命軍反擊下，日軍傷亡達20000人，被迫撤軍，國民革命軍傷亡30000餘人。 |
| 桂南會戰 | 1939年11月13日——1940年10月30日 | 日軍占領南寧和崑崙關後，國民政府從數百公里處急調10個精銳師，對日軍發動立體化進攻，取得崑崙關大捷，迫使日軍改變對廣東的作戰計畫，造成日軍在戰略上的部分被動。 |
| 棗宜會戰 | 1940年5月1日——6月18日 | 張自忠上將殉國於南瓜店，宜昌失陷。棗宜會戰是武漢會戰以來，日軍對正面戰場最大規模的一次進攻。 |
| 豫南會戰 | 1941年1月25日——2月7日 | 豫南會戰是武漢周圍地區防禦作戰中的一次戰役。日軍一度攻占安徽省國民革命軍界首和太和，但在傷亡了9000人後，日軍最終撤軍。 |
| 上高會戰 | 1941年3月15日——4月9日 | 為保證南昌附近占領區的安全，日軍發動試圖消滅贛北國民革命軍主力的上高會戰。日軍在三路圍攻、其中兩路受阻的情況下，形成一路孤軍深入，被國民革命軍包圍而倉皇撤軍，傷亡高達15000人。 |
| 晉南會戰 | 1941年5月 | 此次戰役日軍的目的是：在華北要殲滅山西南部的國民革命軍。國民革命軍傷亡42000餘人，被俘35000餘人，日軍傷亡僅為國民革命軍的1/12，成為“抗戰史上最大的恥辱”。 |
| 第二次長沙會戰 | 1941年9月————10月1日 | 國民革命軍第六戰區在正面戰場上主動發起1941年以來惟一一次主動進攻作戰，殲滅日軍7000人。最終由於第九戰區指揮失誤，日軍一度攻占長沙，國民革命軍傷亡失蹤70000人，日軍僅傷亡20000人。 |
| 第三次長沙會戰 | 1941年12月23日——1942年1月6日 | 國民革命軍第九戰區制定了堅壁清野、誘敵深入的戰略，取得了長沙會戰的大捷，共斃傷日軍50000多人。成為“12月7日（日軍偷襲珍珠港）以來，同盟軍惟一決定性之勝利”。 |
| 浙贛會戰 | 1942年4月——7月28日 | 日軍大本營決定摧毀浙贛兩省國民革命軍機場，打通浙贛鐵路，最後基本實現預定目標，曾經占領衢州機場，但遭到嚴重損失，第十五師團師團長陣亡，日軍戰史記載傷亡17148人。 |
| 鄂西會戰 | 1943年5月——6月 | 日軍沿長江向上游進攻，國民革命軍第十八軍堅守石牌要塞，第六戰區及友鄰部隊夾擊日軍，殲滅敵軍4000人。 |
| 常德會戰 | 1943年11月2日——12月 | 在日軍30000優勢兵力進攻下，國民革命軍第57師官兵9000餘人孤軍誓死抵抗長達一十六天。最終國民革命軍收復常德等陣地，斃傷日軍20000人。 |
| 豫中會戰 | 1944年4月——5月25日 | 日軍試圖通過豫中會戰圍殲國民革命軍第一戰區主力，並打通平漢線。由於國民革命軍指揮失當，洛陽淪陷。日軍實現最初的作戰計畫。 |
| 長衡會戰 | 1944年5月——8月 | 豫中會戰同時，日軍開始進攻湖南，打通粵漢鐵路。國民革命軍在衡陽進行了長達四十八天的抵抗，最終因沒有拒不後援而遭到失敗。 |
| 桂柳會戰 | 1944年8月——12月10日 | 日軍為摧毀大西南的空軍基地發動桂柳會戰。國民革命軍在明顯掌握制空權的情況下，未能取得空地配合，導致桂林和柳州僅數日即遭到淪陷。 |
| 湘西會戰 | 1945年4月——6月 | 國民革命軍在戰役中對日軍進行了包圍，取得了雪峰山大捷，斃傷日軍10000多人。最終在國民革命軍的反攻下，日軍傷亡20000餘人，被迫撤軍。 |
