凄苦、惨烈的四十七天衡阳保卫战·第十一
作者：王辅·中国
出自————《日军侵华战争1931-1945》《打通大陆交通线·第六》
出自————《战争通史》
横山勇的11军，在预计长沙即将被其占领的6月16日，向其部队下达了乘国民党第9战区在浏阳、长沙、宁乡失守前后，一时处于混乱尚未完成新的防御体系之时，迅速向前突进以攻占衡阳。同时，围歼国民党军新近到达战场的增援部队和集结在浏阳以南、醴陵地区之第27、第30集团军主力。
日军在进攻长沙时，其准备进攻衡阳的第68师团，第116师团，已经到达长沙以南的株洲地区；第3、第13师团则位于浏阳以南及醴陵一带，准备阻止第9战区的第27、第30集团军从东部山区向长沙及湘江东岸出击；湘江西岸的敌第40师团于6月12日攻陷益阳，16日突入了宁乡，与防守的国民党第24集团军之74军58师激战，反复争夺了4天，在19日占领了宁乡后，继续南进。
长沙失守后，第9战区司令长官薛岳，接到重庆军委会6月20日关于今后作战的电令，即：
（一）国军以阻敌深入确保衡阳为目的，于渌口、衡山东西地区持久抵抗，以主力由醴陵、浏阳向西，由宁乡、益阳向东，夹击深入之敌。
（二）王（陵基）副长官（兼第30集团军总司令），指挥第72军、第58军、第26军（该军由第3战区调来），迅速击破醴陵东北地区之敌，反击敌主力之左侧后方。
（三）杨（森）副长官（兼第27集团军总司令）指挥第20军、第44军，先击破醴陵以北地区之敌，以后转移于王副长官所部之左翼，向西攻击敌人。
（四）欧震副总司令（27集团军）指挥第37军、暂编第2军及第3师（属第10军）在渌口、衡山间，作坚强持久扰战，阻敌深入。
（五）王总司令耀武（第24集团军），指挥第73军、第79军、第99军、第100军及第4军残部，向湘江左岸之敌攻击，但以一部守备湘乡。
（六）李副总司令（玉堂）指挥第10军（欠第3师）、暂编第54师固守衡阳。但第46军仍归第4战区序列，其新编第19师即开全州（广西省东北部）、黄沙河（全州东北之铁路车站）。
（七）第62军仍归本会直辖，控制于衡阳西南地区待机。
（八）对战场交通之破坏，务依预定计划加强。
国民党军的这个东从醴陵、西从宁乡集中兵力对敌进行战役性的夹击计划，日军通过空中和地面侦察已有所发现，因而其东路的第13师团，于6月29日到达攸县后即暂停；第3师团于28日在醴陵以南地区集结。在湘江以西的第40师团于22日占领湘乡后也就地停止。只令第68师团、第116师团仍从中路沿湘江两岸前进，准备进攻衡阳。
敌进攻衡阳的这两个师团，在湘江两岸突出于其它部队，在横宽约45公里的正面上并肩向南推进。
佐久间为人的第68师团，从株洲开始沿湘江两岸攻向衡阳。该师团所属之第57旅团辖有独立步兵第61、62、63、64大队；其58旅团辖有独立步兵第65、115、116、117大队。师团与58旅团在湘江以东大致沿着粤汉铁路及其以东之神福港、淦田、朱亭、石湾、雷溪市、潭泊、霞流市、大浦街、泉溪市、迂回至衡阳以南的东洋渡，由该地区渡至湘江以西，到达衡阳南郊之黄沙岭一带。这路敌军沿途遭到守军暂编第2军之第7、第8师的层层抗击和中美空军的攻击轰炸，遭到不小的伤亡。但随师团行动的松山圭助大佐之独立步兵第64大队，于24日攻占衡阳湘江以东之飞机场，并很快填平了机场上的炸坑，使其陆空军第44战队长广濑茂所率的机群，于28日6时30分在该机场降落。
68师团的主力，于25日17时已迂回到衡阳以南约10公里的东洋渡，并于当晚20时开始西渡宽约500米、流速每秒为两公尺的湘江，在守军激烈的抵抗下，终于在26日拂晓大部至湘江以西，到达衡阳城南两公里一带的黄沙岭。
68师团所属志摩源吉少将之第57旅团，率3个步兵大队、1个炮兵大队，从株洲的湘江以西，沿着月塘冲、范家冲向南攻击前进，经茶园铺、中路铺、茶恩寺、衡山、南岳、店门、九渡铺、樟树下，以后即渡过蒸水，27日晨，迂回至衡阳的小西门外及体育场附近，被防守衡阳的第10军部队阻止。
岩永汪的第116师团，主力于16日从株洲和湘潭的易俗河，渡至湘江以西，以后即在68师团的西侧齐头南进，22日从古塘桥、射埠、花石攻击前进。23日进至白果一带，24日由东湖、石市、渣江、台源市、西渡、新桥、四塘继续向南进攻，26日进至杨柳桥、塘湾，经与守军连续激战后，27日晨迂回至衡阳以西及西南郊区。
116师团在株洲及易俗河地区渡过湘江时，曾遭到中美空军的连续攻击、轰炸，有时一天竟达100架次以上。敌116师团的另一部即黑濑平一大佐的第133联队，在湘潭的易家湾于16日14时渡过湘江，于17日占领了国民党军第32师撤离的湘潭城，一部在湘潭修复机场，一部向西沿着涟水至湘乡，以支援第40师团进攻。该联队经湘潭以西的石潭，20日到达双庙时，发现了大批从长沙撤退下来的国民党军，随之即在该地组织堵击。22日其第3大队攻占了保华亭，防守在这一带的国民党第26军32师，撤退时极其慌乱，在阵地上的电话线也未撤收，师司令部的不少文件亦未来得及焚烧而到处散失。
由于黑濑平一第133联队的策应，青木成一中将之第40师团在湘乡以北与国民党彭位仁的第73军、施中诚的74军展开了激战，于22日攻占了湘乡。
湘乡作战结束后，黑濑平一即在其师团以西的外侧，向南经麻林桥、松柏桥、新桥、渣江，于22日傍晚按部署到达了衡阳以西之四塘，担任这一带的作战警戒。
溯湘江南进的34师团针谷逸郎大佐之218联队，27日到达衡山，28日到达衡阳以北地区。
横山勇的11军于6月18日攻占长沙后，即令68师团、116师团沿湘江两岸攻向衡阳。这两个师团于27日先后攻击前进至衡阳以东、以南、以西之近郊，并在当晚即完成了28日的进攻准备。其部署为：
（一）佐久间为人中将之第68师团将松山圭助大佐之独立步兵第64大队，田中久次郎中佐之独立步兵第116大队，部署于湘江以东之衡阳机场附近。
将58旅团长太田贞昌指挥的独立步兵第65、115、117大队，以及配属该师团的玉川长吉中佐之独立山炮兵第5联队，部署于湘江以西、衡阳南郊横宽约为1300米、距南城门约为1000米之黄沙岭一带。即：
独立步兵第117大队为左路，位于铁路以南约500公尺；
独立步兵第115大队为中路，位于铁路以南；
独立步兵第65大队为右路，位于铁路以南；
独立山炮兵第5联队（缺第3大队）位于中路第115大队后方约500米之地区作横向展开。
师团司令部位于山炮兵阵地前侧地区。
58旅团司令部位于第117、115大队之间的后侧方。
（二）岩永汪中将之第116师团将两个步兵联队、1个炮兵联队，部署于衡阳城西南和以西距城约1200米之外围、正面约为2000米的一线地区，其配置：
寺泷保三郎大佐第109联队之第1大队为左翼（该联队之主力，尚在湖北公安县之藕池口），位于大西门、小西门外的孔子坪以西一线地带。
和尔基隆大佐之第120联队为右翼，位于大西门外的西南方向。其右方与68师团独立步兵第117大队阵地相连。
大岛卓大佐之野炮兵第122联队，位于步兵第120联队之后方，即大西门外西南距城约2200米的两条铁路支线之问地区（该联队有1个山炮兵大队所用之山炮，系“九·一八事变”时在我国东北所缴获）。
师团司令部位于野炮兵第122联队阵地之左前方。
（三）志摩源吉少将之第57旅团，将其所属独立步兵第61、62、63大队和独立山炮兵第5联队之第3大队，部署于衡阳西北之小西门、体育场、蒸水大桥一线地区。
衡阳是一座紧接湘江西岸的临水城市，水陆交通极为发达。防守于衡阳地区的部队，是由国民党27集团军副总司令李玉堂指挥的方先觉之第10军、黎行恕之第46军、黄涛之第62军共8个师。衡阳城由第10军指挥4个师进行防御，该军的编成为：
第10军 军长 方先觉 中将 位于衡阳城内
参谋长 孙鸣玉 少将
第3师 师长 周庆祥 中将 防守衡阳西北部
第190师 师长 容有略 少将 防守衡阳南郊
预10师 师长 葛先才 少将 防守衡阳西郊
暂54师 师长 饶少伟 少将 防守衡阳北郊
这些守城部队的军官尤其是高级指挥官，皆毕业于有名的军事学校，而且任现职的时间较长，都具有较多的作战和指挥经验。方先觉于1942年即任第10军军长，周庆祥毕业于黄埔军校第4期，虽然只有40岁，但他在1941年即担任第3师师长，38岁的容有略，在黄浦军校第1期毕业后，又进入日本陆军大学特别班第4期修满了学业，并已担任了1年多的师长职务。
原驻于衡阳城的是预备第10师，6月26日情况紧急时将第3师由衡山县南撤至衡阳北郊，27日，又将在湘江东岸的190师、暂编54师撤至西岸，以集中兵力防守衡阳，并以暂编第54师，利用北郊之据点和工事进行扼守，第190师防守南郊枫树山至江岸地区。
方先觉的第10军部队，在衡阳城北、城西、城南的郊区，利用地形与村落，构筑了各种固守工事，其在大西门向北经小西门至蒸水的较平坦的地带，设有布雷区、多层铁丝网、四道横式工事并与纵深相连的防御地带。这些工事群之纵深为300至400公尺，背后即依托城墙已被拆去的衡阳城。从大西门向南然后向左至湘江沿岸，这带地区为丘陵和小山，守军利用这些地区筑成网状、交通沟式的工事群，和以钢筋、水泥制成有顶盖和覆土的多处屯兵点、观察所与战斗工事，在工事群的外沿低处则安装了铁丝网和设置了布雷区，对防守的小山和大丘陵底部，以人工削去缓坡造成约4公尺高之断崖，使敌步兵和战车部队，不能直接登上高地。此外，还清除了防御阵地前之各种障碍，以便观察和发扬火力与防止敌利用这些障碍而向阵地接近。
在防守方法上，第10军采用阵地防守部队与机动反击部队相结合，以保持防御的稳定和不失时机的歼灭敌人；炮兵部队则对衡阳周围地区之丘陵、山地、村落、渡口、道路及交叉点等目标，作好了射击诸元的测量与准备，以便配合步兵反击；在衡阳的江岸，配置了封锁湘江的部队，并准备随时向江面排放石油（因石油轻于水而浮于水面）点火燃烧，使敌军无法以舟艇、木船横渡这一带的湘江；在衡阳城内各街道口特别是市内北部之街道，均修筑了防御工事；为了长期坚守，将重要物资如武器、弹药、粮食、服装、生活用品、医药等分散保存于地下，以防损失；中、美空军则以主要力量，攻击、轰炸日军经湘江和陆上之军事运输线和直接支援衡阳守军出击；第9战区则在衡阳东北之醴陵、萍乡，西北之湘乡、水丰地区，继续进行战役性反击，以阻止这两翼敌军主力南进，策应衡阳守军作战。
（一）敌第一次对衡阳之攻击
6月28日拂晓，敌11军的两个师团按预定计划，对衡阳发动进攻。
116师团步兵第109联队饭岛克己大尉之第1大队攻向西门；步兵第120联队则向两路口的以北高地发起攻击。
68师团太田贞昌的第58旅团由城南发起进攻，企图首先夺取铁路以南之高地；志摩源吉的第57旅团，则攻向小西门附近之体育场。
在敌发起进攻后，担任守城的方先觉第10军依托工事以正面和侧方之火力作掩护，对敌连续发起大规模的反冲锋，除放弃部分前沿警戒阵地外，而将敌两个师团全部打退，阵地前到处是敌军遗弃的尸体和丢失的各种武器。
在反击作战中，第10军炮兵部队，不仅以火力压制进攻的敌军，还特别注意敌军之指挥位置，于10时30分集中火力炮击刚被发现的敌之临时指挥地点，结果在该地指挥作战的68师团长佐久间为人中将被炸成重伤抬离战场（直至第2年的2月20日才得到恢复，再任驻国内第53军第84师团长），同他一起被炸伤的还有师团参谋长原田贞三郎大佐、参谋松浦觉等人，以后即由岩永汪中将指挥这两个师团继续进攻衡阳。
敌横山的第11军于29日向中国派遣军及国内的大本营，报告了28日第1天进攻的情况，电报内容如下：
岩（永汪）、佐（久间为人）两部队，现正向衡阳城力攻，守军每放弃一据点，总将该点予以破坏，以实现其焦土战术，现衡阳城已有部分房屋被烧。
昨28日上午10时30分左右，在衡阳城以南高地上指挥战斗之佐部队长、参谋长及松浦参谋负伤。
衡阳南侧、西侧，守军阵地前有无数之湖塘，并配有多数之特火点。作战中守军之山、野炮，迫击炮相当活跃。
衡阳飞机场，目前正集中力量进行修复中，跑道尚有炸坑未全填平，但直协机可以着陆。
在敌地面部队对衡阳发起进攻前的6月26、27日，其第5航空军的部队，即对衡阳城南、城西守军阵地，进行了攻击、轰炸，28日飞行第44战队，集中轰炸了衡阳西侧平坦地区的守军，以图支援57旅团及109联队由此攻入城内。一部则掩护溯湘江至衡阳的运输船队，28日，34师团针谷逸郎大佐之218联队，在其空军掩护下经湘江水上运输，已全部抵达衡阳。
衡阳作战前后，中美空军已相当活跃，直接支援了衡阳地面守军作战，攻击、轰炸日军的江上船只和由陆路开向衡阳的部队，迫使日军在大部队改在夜间行动。
敌29日进攻情况
68师团根据28日一天的作战，知守军的防御力量较强，于是在当夜将在湘江以东位于机场附近的独立步兵第216大队，调至衡阳城南。该师团于29日拂晓再次发动进攻后，在铁路以南高地上之守军。依然进行猛烈的反击，将进攻之敌全部击退，敌独立步兵第117大队在向前进攻时，虽然有一部冲过了铁丝网，其1个中队由该处向前突进时，遭到了正面与交叉火力的大量杀伤，随之守军发起了反冲锋，以轻火器、手榴弹、刺刀打退了敌之进攻，并击毙、击伤了大部，中队长被打死，剩少数敌人逃回。
独立山炮兵第5联队，因昨天在作战中，弹药消耗太大超过了预定的数量，将直接携带的弹药用去大半，而后方的补给此时尚未运到。根据这一情况，玉川中佐确定控制射击。由于68师团在29日的进攻中，支援的炮兵火力不足，因而很快即被守军打退。
第116师团在这一天的进攻中则加强了炮兵的火力，并以步兵第120联队在拂晓前，对守军张家山以北的阵地发起进攻。守军则利用地形与部署好之火力，首先对敌进行压制、杀伤，接着步兵群跃出战壕，进行集团反冲锋。因阵地前已扫清了射界，消除了死角，所以遭到火力压制的敌军，除卧倒之外无法隐蔽，此时虽有其炮兵火力支援，但在守军的集团连续猛烈反击后而溃退。
由于两次进攻失利，岩永汪决定调在衡阳以西四塘的黑濑平一大佐之第133联队，从西站以南及以西地区投入战斗，由野炮兵第122联队协同，于7月1日进攻守军之坚固阵地张家山。
敌30日进攻情况
敌68师团、116师团，在这一天共动用了15个步兵大队，由炮兵、航空兵配合，再次对衡阳发起进攻，又遭到守军更为猛烈的反击，而将其打退，敌全天的攻击均无进展。
这一天敌116师团之133联队，则作进攻衡阳西南张家山之准备，其联队长黑濑平一与炮兵联队长大岛卓及各大队长等同在张家山附近之小高地，一边观察，一边进行具体的作战安排，其主要部署为：
（一）联队于30日日没后开始行动，明7月1日天明前到达守军阵地前，进行近迫作业与攻击准备，拂晓以步炮火力协同开始攻击前进，以夺取张家山高地。
炮击开始时间为5时整，突击支援射击为6时，延续射击时间预定为5分钟。
（二）第1大队（配属工兵1个小队）为第一线，于30日日没后开始行动，至明1日之天明，大致在铁路沿线一带作攻击准备，攻击重点为张家山正面之右侧高地。在步、炮火力突击支援射击后，紧接着突入守军阵地，以攻占张家山及其最高点。
（三）第2大队长，统一指挥重火器之步兵炮1个小队及速射炮一个中队，占领位于张家山以南之停兵山和有独立屋之高地，协助第1大队进攻。
（四）第3机关枪中队（缺1个小队）由联队直辖，于明1日占领停兵山阵地，任务为以火力封锁张家山高地，协同第1大队予以攻占。
（五）步兵炮中队（缺1个小队）对张家山右正面高地及守军侧射火力予以压制，协同第1大队进攻。
（六）炮兵队、联队重火器之破坏、压制目标的区分，另行通知。
（七）在突击支援射击时，重火器及第一线大队之轻机枪等须一齐进行射击，以发扬步炮一体之浓密火力，对守军进行压制。为了对各火力点进行有效的压制和破坏，除火炮外，以部分重机枪和轻机枪部队进行火力破坏与封锁，其具体由第1、2大队长研究确定。
（八）各种火器于天明前，构筑好有掩盖之阵地。
（九）第2、第3大队，工兵中队、预备队，在30日夜间开始行动。7月1日天明前第2大队、工兵中队位于停兵山西南侧地区；第3大队位于托铿坑以北约300公尺之村庄附近。
第2大队之一个中队，在今天日没后，应迅速占领停兵山高地附近，以掩护至同高地之第3机枪中队和炮兵部队。
（十）各部队须携带登上断崖之竹梯。
（十一）通讯中队须及时开始架线，以沟通各大队、机枪中队的阵地与联队部事务室之电话。
黑濑平一大佐之第133联队，在这次湖南作战中较为突出。他强渡了汩水，攻占了汩水以南新市地区之守军阵地，以后在易家湾又强渡了湘江而占领了湘潭，接着该联队即单独行动由湘潭西进，策应第40师团攻占湘乡，随之该联队仍单独活动，由湘乡东南附近之张全桥，攻向衡阳以西之附近与师团会合。该联队因已连续作战两个月，与其它联队同样，因作战伤亡与疾病，部队减员较大，每个步兵中队由原来的约180人而减少至35名左右，实际每个中队仅有1个小队（排）的作战能力。
黑濑对进攻张家山在火力方面，因炮兵少而且携带的弹药已快用完，补给部队尚在途中，所以他决定以轻火器为主。该联队共有24挺重机枪，他以其中的22挺集中用于对张家山方面的进攻。并将部分轻机枪集中使用，以封锁和压制守军的火力点与反击部队，这是敌进攻张家山使用火力的一个特点。
张家山之标高约为25公尺，守军在该地筑有相当坚固的系统防御阵地，并以这一阵地消耗了敌133联队的大部有生力量。战斗中守军所使用的近战武器主要是手榴弹。由于大量使用了手榴弹，而将敌第1次先头的两个中队，在很短的时间即将其基本消灭，每个中队仅剩几个人；由于大量使用手榴弹。从7月1日拂晓战斗至当日16时，使133联队担任主攻的第1大队之4个中队长伤亡了3个，仅剩第3中队长小山长四郎中尉，守军的一位英雄战士在7月1日的晚间，摸进了敌第1大队和第2大队长联合指挥的工事内，以一颗手榴弹当场将133联队的第1大队长大须贺贡炸死，将第2大队长足立初男炸伤。在守军方面大量使用手榴弹，则是这次防御作战中的一大特点。
7月1日、2日战况
敌第133联队的各大队长、中队长，接受任务后，即侦察地形、道路和进行作战准备与近迫作业，挖掘交通壕、掩体、射击工事和改造地形。夏季的夜间较短，在极仓促的时间内，第133联队大体上已完成了攻击前的各项准备。此时在守军的张家山阵地上，却是一片夜间的寂静。
7月1日当地是晴天，天亮较早。此时敌在衡阳城南的68师团，在城西的敌116师团，在城西北的第57旅团，在城北的218联队等，象前几天一样，又开始昼间的进攻。地面，在衡阳的四外，枪声不断，炮声隆隆和伴随着双方军队冲锋的喊杀之声，这些声音在湘江上又激起巨大的回响；空中，双方的机群逐渐增多，有的追逐空战，有的则按各自部队的对空指示信号，而攻击、轰炸对方阵地，有的则在战斗机掩护下，以低空、突然的飞行方法，至自己军队的上空，快速投下大批弹药、食物及医药等物品。
进攻张家山的133联队和野炮兵第122联队，按预定的时间开始进攻。黑濑联队的副官铃木义雄中尉在战斗开始前，利用电话与各大队及协同部队进行对表，最后校正一次时间，以便各部队按时统一行动。
早5时，配合第133联队进攻的野炮兵开始射击，步兵炮、速射炮亦同时开始。顿时张家山周围尘土横飞，处处是浓密的炸烟，然而守军的炮兵随之即对敌炮兵阵地进行反击，使其遭到不小的伤亡。
防守在张家山阵地上的部队，发现敌炮兵进行火力准备时，即令部队除担任阵地警戒之人员外，其余撤入避弹工事。
5时50分，敌133联队第1大队长大须贺贡大尉，以为守军是在后撤，因而要求炮兵开始“支援射击”时，其联队亦发射信号弹，令轻、重机枪开火以进行掩护。大须贺贡即按计划令第4中队在右、第3中队在左，携带竹梯攀登人工断崖，向山上进攻。
当代理第4中队长田中清准尉（中队长米井高雄中尉，刚被守军击毙）率全中队约30多人冲至张家山人工断崖的下面，以及第3中队长小山长四郎中尉率其全中队约30人正以竹梯向上攀登时，突然山上守军对这批敌军投来了大量的手榴弹。有的投至断崖下面，有的则不及，但这些不及的手榴弹，顺着山坡滚至断崖下面的死角内爆炸时，却炸死、炸伤了利用死角隐蔽的大批日军。仅仅片刻的时间，这两个中队在黑濑平一的视界内，眼看着被不断爆炸的手榴弹浓烟所卷没。结果田中清准尉的第4中队，死伤了21名，仅有铃木直次军曹等6人，爬上了人工断崖。
左翼的第3中队伤亡也很大，乃离开人工断崖的死角而后退，并利用地形隐蔽待机。
本来轻火器的支援射击预定时间为6时，但大须贺贡发现守军撤回避弹工事时以为是撤退，而想“把握时机”进行出击。当敌轻武器猛烈开火，对山上进行压制与封锁时，守军指挥人员知敌步兵将开始进攻，乃急令部队返回各自的战斗位置，结果一阵连续手榴弹将这两个中队的敌人，大部炸死、炸伤。7月1日上午133联队的进攻，就这样被打退而停止。
上午被打死、打伤而后退的这些敌军，都是去年参加过常德作战以及这次连续两个月作战所剩下和有相当战场经验的老兵。但第10军也是抗日战场很有作战经验的部队，他们老兵较多。其基层军官都是军官学校毕业的学生，他们从日军的编制、装备、战术，指挥以及战场上的较量，对日军已有相当的了解，他们也摸到了日军在作战上的一个基本特点，即“欺软怕硬”，日军怕和象74军等这样的部队作战，就因为这些部队常打硬仗。
此时，爬上张家山的铃木直次等6人，正利用守军碉堡的死角隐蔽待援，加上133联队上午未能完成任务。因而，大须贺贡要求继续发动进攻。经黑濑的同意，仍由第2大队进行火力掩护，第1大队于14时又发起进攻。
第1大队仍由张家山的右正面进行攻击，以第2中队在右、第3中队在左，任务是攀登上人工断崖后攻占至山顶。
第1大队的步兵炮队，因上午炮弹用得过多，现在所剩无几，从后方运来的炮弹尚未赶到，只好从邻近的左翼之第120联队，借来20发炮弹。
7月正是衡阳地区的炎热季节，1日这一天晴朗无风，火热的太阳晒得这一带的土地灼热烫人。敌第1大队在进攻之前，因部队调整与作战准备，人员满身是汗且很疲惫。到了12时才稍作休息。
1日14时，支援133联队的炮兵先开始射击，敌轻重机枪一齐开火，第2中队长黑川启二中尉，率领20多人，从山的右侧攀上山坡进入守军的前沿地带，攻向只有10多米高的山上。此时守军虽进行反击，而黑川仍执着指挥刀，指挥着这一群人攻击到接近山顶的鞍部。
在山下观察战况的黑濑平一及指挥战斗的大须贺贡，以为这次攻势定能成功。当黑川和其部队快到山顶时，突然一阵手榴弹在他们的中间和附近爆炸。黑川等即在原地停止并躲入交通壕，接着守军又向该敌投了大量手榴弹，黑川启二及一部分士兵当即被炸死。以后该中队即由第1小队长小熊幸男少尉指挥作战：
左侧小山长四郎中尉之第3中队，攀登上断崖之后，因遭到守军之反击而在寺院附近一带暂停。此时，第1大队动用了作为预备队的第1中队。但第1中队在前进时，也因遭到守军的阻击，而发生了较大的伤亡，代理中队长铃木斋少尉也被打伤，至当日下午，133联队的第1大队伤亡已经很大，4个步兵中队长，仅剩下小山长四郎1人。
大须贺贡所属的第2、第3中队，在张家山南坡的半腰被阻止后，黑濑大佐原拟今晚就地坚守，明天继续进攻，但其第1大队长，则要求在当晚即发动攻击，最后，黑濑表示同意，并调足立重郎的第2大队（缺1个中队）投入进攻。第1大队进攻的目标仍为张家山顶右侧之二四高地；第2大队进攻张家山左侧之二五高地；第3大队进至西火车站一带，在第1、第2大队之后方加强警戒。
敌进攻张家山的第1、第2大队，于23时开始行动，他们从白天已占据的山腰阵地，首先向右方的山顶攻击，经反复数次搏斗，守军不断以轻武器、手榴弹、刺刀反击该敌。战斗至7月2日凌晨1时，日军占领了张家山的右侧二四高地。守军则利用黑夜从北坡连续向山顶反击，以图歼灭敌人夺回阵地。
此时，大须贺贡和足立初男大尉正在已占领的山顶上研究如何防守新占领的阵地和继续进攻左侧之二五高地。守军一部则已攻击至其附近，一名英勇的战士，对着大须贺贡和足立初男的大队部，投掷了一颗手榴弹，随着爆炸声大须贺毙命，足立负伤。
根据这一情况，黑濑平一决定，在山顶的第1、2大队由足立初男指挥，确保现已占据之阵地，防止守军逆袭二五高地。
凌晨1时以后，守军即与敌对峙于张家山的两处高地之间。这次约两个小时的作战，仅足立的第2大队即有代理第5中队长石松三男少尉，代理第7中队长高山成雄少尉被击伤，第5中队之小队长山下芳信少尉、第2机枪中队小队长鹫野升少尉等被击毙。
早4时，黑濑又决定继续进攻张家山左侧的山顶。由第1大队确保已占领地区，第3大队攻占左侧之二五高地；速射炮中队、步兵炮中队在现阵地协同第3大队进攻，第2大队为预备队，预定开始进攻时间为2日9时。
敌组织这次进攻，不仅炮兵弹药较少，步兵的弹药也很缺乏，尤其是第1大队在7月1日这一天因连续3次进攻，弹药所剩无几，黑濑决定，联队部、通信中队的每枝步枪只留5发子弹，其余全部交给第1大队。
进攻张家山二五高地的小野第3大队，只有第10、11、12中队参加作战，其第9中队已护送伤病员去湘乡尚未返回。2日9时作战准备完毕之后，黑濑即令其开始进攻。黑濑在观察时未发现进攻部队的运动队形，随即在电话中询间。小野的答复是，部队正在壕沟内向前攻击，于是黑濑即令停止，因他知道第1次世界大战以及日军在华作战中，凡在阵地壕沟内前进作战的，因相互不便观察、联系，看不到指挥信号和动作，也听不到指挥口令，这些都是攻击受挫的主要原因，教训已经不少，所以他严令小野，将在第1线进攻的铃木安太郎中尉之第12中队，于交通壕外展开攻击。此时敌炮兵的火力，正集中射向左侧的二五高地。
对进攻之敌，守军则依托工事以火力进行杀伤和连续反冲锋将其击退。在这段不足200公尺的距离上，经两个多小时的激战，至11时10分，敌攻占了张家山的二五高地。在这次进攻中，敌又付出了相当大的代价，其第11中队长前田隆治中尉、第12中队长铃木安太郎中尉、大队副官山崎巖等均被打伤，有22人被击毙、60多人受伤。然而第133联队攻占了张家山，这是敌11军从6月28日至7月2日对衡阳进攻以来，唯一获得稍有进展的地方。
黑濑的第133联队这次进攻，除在战斗中伤亡较大外，其它在待命集结地区、重机枪阵地、步兵炮阵地和后方部队，虽遭到守军迫击炮和山、野炮的连续射击，但伤亡不大，其主要原因是由于顶盖的工事构筑得较坚固。他们在筑工事时，利用附近铁路枕木垒成了顶盖，并堆上了很厚的土层，该联队的兽医服部孝少尉，还专门组织后勤人员开设了若干铁匠炉，利用铁路钢轨打成了大批铁锔供应部队，作固定工事顶盖枕木之用。
进攻衡阳以南的68师团，进攻西门的志摩源吉第57旅团，进攻北门的34师团之218步兵联队，都因遭到方先觉第10军的强烈抵抗，直至7月2日均无进展。
横山的第11军攻占长沙后，原拟快速攻占衡阳的计划未有实现。结果在宽约5公里的正面使用了15个步兵大队（全部为18个步兵大队），连续猛攻了4天，仅前进了约1公里，而部队伤亡却很大，并消耗了大量的弹药。
根据继续进攻亦难以取得进展的情况，横山勇于7月2日的夜间决定，暂时停止对衡阳的进攻，使上述部队进行休整与补充。再次对衡阳进攻的时间预定为7月11日。
日军认为第1次进攻衡阳失败之原因，是由于：
（一）在地形上，衡阳南郊、西郊有无数之大型池塘，形成进攻之地障。
（二）守军防御体系完备、工事坚固，特别是交叉火力组织得极为严密。
（三）守军战意旺盛，抵抗执拗。
（四）守军航空部队占有优势。
（五）进攻之两个师团，弹药不足。
横山的第11军司令部作第2次进攻衡阳之准备时，主要为：
（一）于7月8日左右，使各后方部队赶至衡阳第一线。
（二）至7月10日，使在衡阳的部队，得到76吨的弹药补充，以后每天可补充30吨。
（三）支援作战之航空部队，于7月10日推进至长沙、湘潭附近机场。
（四）增加衡阳地区之炮兵数量。7月10日左右增加山炮15门，10公分口径加农炮3门，迫击炮8门。以后再增加10公分口径加农炮5门，15公分口径榴弹炮3门，迫击炮2门。
第一次衡阳保卫战正在进行时，薛岳的第9战区即按计划在湘江以东、以西地区夹击敌人，以策应第10军在衡阳的防御作战。在湘江以东集中了丁治磐的第26军、鲁道源的第58军、傅翼的第72军，由第30集团军总司令王陵基指挥，于6月28日攻克了萍乡，接着58军于7月4日进攻醴陵。
驻于醴陵的为敌第3师团宫崎次彦大佐之骑兵第3联队及配属该联队的一个步兵中队（步兵第34联队之第2中队），一个山炮中队，一个迫击炮中队。
58军在7月4日发起进攻后，主要是攻击南门外的塔岭、泥塘、仙岳山一带地区，经4天4夜的激烈争夺，7月7日，58军收复了醴陵，敌骑兵第3联队伤亡很大，该联队的副官、两名中队长，以及大部分小队长亦被击毙。
敌第3师团长山本三男，根据醴陵的战况，一面电令宫崎次彦收缩阵地继续坚守；同时令向株洲前进的杉本佑一中佐之第3辎重兵联队急速至醴陵支援骑兵第3联队。又调步兵第68联队若林四郎少佐之第1大队返回醴陵增援。横山勇的第11军，根据以上情况，则令位于浏阳的落合甚九郎中将之27师团南下至醴陵。由于敌多路增援，7月10日该城又被其占领。58军在这次作战中，不仅消灭了很多敌人，而且缴获了很多战马。
在湘江以西，敌第40师团于6月22日占领了湘乡，7月4日又攻占永丰。其间第9战区以王耀武的第24集团军所属王甲本之79军在衡阳县城西北约15公里之演陂桥、李天霞的第100军在永丰地区阻击敌人，使其不能继续向衡阳前进；另以彭位仁的第73军，在敌后方之宁乡、益阳地区进行活动，以牵制敌人。后来19师、18师曾收复永丰，并向衡阳县以北的渣江和金兰市，尾追敌40师由和刚到达战场的船引正之中将的64师团所属岩切秀少将之69旅团。
横山的11军，为了攻占衡阳，继而沿铁路西进，与驻广东的田中久一中将之第23军相策应，攻占桂林、柳州、南宁，最后打通至越南的大陆交通线，乃决定将在湘江东岸之第3、第13师团，在湘江西岸的第40师团和69旅团一部向衡阳集中。
此外，为了警备已占领之地区、修复和维持后方交通线，修复和新建作战机场，令58师团之第51旅团建筑蒲圻和修复长沙飞机场，向长沙东南的榔梨市进行扫荡，警戒湘江水路掩护江上之军事运输，修复由长沙经易俗河至衡阳的公路。又令伴健雄中将之第34师团扫荡长沙以北约30公里之高家坊山区的守军第162师根据地（此时99师、162师正在醴陵作战），修复永安市（长沙以东约20公里）向北至福临铺等地的公路。
经日军这两个师团在后方的扫荡、修建道路和机场、架设了浏阳河上的大桥，对各城市和水陆交通线加强了警戒，因而在其占领区的后方治安与军事运输方而，暂时有所缓和。7月6日，敌之后勤部队约1200辆汽车满载物资从岳阳开向长沙。
向衡阳增强的炮兵，为广濑显人大佐之独立野炮兵第2联队，和佐佐木孟久的独立野战重炮兵第15联队之第1大队（10公分口径加农炮4门），迫击炮第15、16大队。这些炮兵先由湘江水路到达衡山，然后沿陆路进至衡阳。
日军在运输方面，开始即注意湘江水路的利，并在陆上开辟了两条运输线，一条是从岳阳向南经新墙镇、新市、福临铺至长沙，敌称之为“甲线”，另一条是在该线以东的崇阳、通城、南江、平江、瓮江、金井、路口、春华山至长沙，被称之为“乙线”。由于“乙线”处在东部山区，国民党军及地方民众对其进行了反复破坏和不同规模的袭扰，敌修复该路和增强沿线警备需动用大量的部队，最后被迫放弃了“乙线”，而以水上和陆上的“甲线”运输为主。
敌进行陆上运输，主要是用汽车和驮马，水上则以军用舟艇和民间船只编成若干船队，以运输部队、火炮、弹药、粮食、医药、被服等物资与伤、病员。
这时中美空军已有很大增强，因而敌之运输特别是水上运输船队，连连遭到攻击、轰炸，船只沉没不少。敌中国派遣军司令部第3科高级参谋辻政信大佐，6月24日至前线研究作战问题时，发现因后勤运输不继而影响作战，所以他回到武汉后即调吃水浅、吨位大、可载900吨的江河用船只——“宣扬丸”等参加运输。当该船装载航空汽油200吨和数百吨的弹药、物资，于7月10日12时到达湘潭后，在20时前后，突遭中、美空军4架P－40战斗机的轰炸，该船中弹沉没，已卸至岸上的约60吨物资，亦中弹起火烧毁。
由于此时敌军已失去制空权，不仅在后勤运输方面遭到中、美空军的威助，其地面的大部队也多次被迫改为夜间行军，白天行军时则以分散、多路进行并随时准备防空。
为了策应对衡阳的第2次进攻，根据横山勇11军之安排，敌各师团进行了如下之策应：
（一）赤鹿理之第13师团所属伊藤义彦大佐之第65联队、海福三千雄大佐之第104联队、大坪进的第116联队，以醴陵、攸县、安仁，经与守军的37军、26军、62军、65军多次激战之后，先头的第116联队于7月4日迂回至衡阳东南约60公里的粤汉铁路上之耒阳，随之由耒阳北上，向衡阳接近，企图牵制住衡阳东南第9战区的部队，不能向衡阳靠拢。
（二）山本三男的第3师团所属松山良政大佐的第6联队、二神力大佐之34联队、桥本熊吉大佐之68联队及第3骑兵联队之残部和中村从吉大佐的野炮兵第3联队，则在衡阳以东70至90公里的攸县、安仁、茶陵地区，连续与第9战区杨汉域的第20军、罗奇的第37军、王泽濬的第44军进行激战，以图牵制这些中央军不能向衡阳接近，并与第13师团共同监视罗霄山区酃县一带薛岳第9战区长官部之活动，直至7月中旬，该师团一直在上述地区。
（三）落合甚九郎的第27师团，从蒲圻南下后，7月1日在浏阳集结，7月4日在醴陵的骑兵第3联队遭到中央军58军的攻击时，该师团奉命南进增援，将浏阳的防守任务交给横山臣平少将的第2野战补充队，以后即率矢后孙二大佐的中国驻屯步兵第1联队、松井真二大佐的中国驻屯步兵第2联队、小野修大佐的中国驻屯步兵第3联队及松山诚一大佐的山炮兵第27联队，向南攻击前进。
该敌南进时，沿途遭到从长沙以北高家坊山区调来的95师和162师的尾追。7月9日午后到达醴陵。以后即在该地与鲁道源的58军及其它中央军进行对峙并控制湘赣铁路，企图阻止顾祝同第3战区的部队向湖南增援。
（四）青木诚一的第40师团，率户田义直大佐的234联队、堀内胜身大佐的235联队、小柴俊南大佐的236联队等，从湘江以西于7月6日占领了衡阳县的金兰市、渣江，然后南下经与中央军第79军、62军、46军等部队连续作战，7月15日其户田联队到达了衡阳以西的六凤寨，7月18日进至衡阳以西铁路线上的白鹤铺。
（二）敌第二次对衡阳的攻击
横山的第11军第1次进攻衡阳失败后，即作再次进攻之准备，其间增加的炮兵部队已到达衡阳，弹药及物资已得到补充，68师团、116师团也进行了休整和补充了新兵。7月3日由长沙直达衡阳的电话线路已经架通。7月7日完成了湘江水上的防空布署，即在岳阳、靖港、长沙部置了高炮第23联队的两个高炮中队，在湘潭、易俗河部署原属华北战车第3师团的防空队，在洣水和湘江合流处的雷溪市附近部署了原属关东军驻勃利县的战车第2师团防空队，在船舶部队中配属了两个高射机关炮中队。
被国民党军第10军部队打伤的敌第68师团长、参谋长的后任，已陆续到职，师团长由第60师团所属驻无锡的55旅团长堤三树男少将继任，由驻蒲圻的独立混成第17旅团的参谋小合茂大佐担任参谋长，调64师团的参谋进藤太彦大佐担任该师团作战参谋。
敌11军第2次进攻衡阳，其兵力部署除增加了炮兵之外，仍和第1次进攻部署大致相同，即：
（一）堤三树男的68师团太田贞昌少将58旅团所属西山义郎中佐之独立步兵第65大队、桥本孝一大佐之独立步兵第115大队、田部久次郎中佐之独立步兵第116大队、永里恒彦少佐之独立步兵第117大队，在衡阳城南向铁路和回雁寺地区进攻。
志摩源吉少将之第57旅团所属泽多亮大佐之独立步兵第61大队、竹林信久中佐的独立步兵第62大队、井村熙中佐之独立步兵第63大队，部署于小西门外一线。该旅团所属的松山圭助大佐之独立步兵第64大队，仍在湘江以东的飞机场附近。
（二）岩永汪第116师团所属和尔基隆大佐的步兵第120联队、黑濑平一大佐的步兵第133联队，并指挥针谷逸郎大佐步兵128联队的加治屋克郎少佐之第3大队，仍部署于衡阳西南的铁路两侧地区。
原在大西门外孔子坪一带的步兵第109联队饭岛克己大尉之第1大队，已被调至衡阳以西铁路线上的白鹤铺，配合第40师团户田义直大佐的234联队与守军第62军作战。
以上敌直接进攻衡阳的为15个步兵大队，即68师团7个步兵大队，116师团6个步兵大队，34师团218联队两个步兵大队，炮兵为12个大队，即野炮兵第122联队3个大队，独立山炮兵第5联队3个大队，独立野炮兵第2联队3个大队，独立野战重炮兵第15联队的1个大队，迫击炮第15大队，迫击炮第16大队，飞行部队仍为第5航空军第1飞行团的6个飞行战队及两个飞行中队，因长沙、衡阳的机场已经修复，其临时飞行队于7月11日即进驻至长沙。
为了减少中、美空军对衡阳及湘江和陆上补给线的攻击，敌小林孝知第1飞行团的第16、第90轻轰炸战队，于7月7日对江西赣州机场、8日对四川东部的梁平和江西的遂川机场、9日昼间和10日夜间对桂林机场、11日对湖南省西部的芷江等机场进行了轰炸。
敌第2次进攻衡阳，仍由岩永汪统一指挥，他根据横山勇7月8日命令，决定：第68师团攻占城南铁路以北之芭蕉林和学校附近的高地及回雁寺地区后，从南面进攻衡阳城；第116师团攻占铁路以北之三三高地及两路口之后，从西南进攻衡阳；57旅团、218联队从小西门、体育场方向进攻衡阳。攻击开始时间为7月11日上午7时。
按预定计划，敌到时发动了进攻。其飞行第44战队利用在湘潭的前进机场连续出动，攻击、轰炸衡阳周围守军之防御阵地及衡阳城。接着是炮兵进行火力准备，使衡阳城及其周围顿时炸声隆隆，黑烟四起，随之日军各部队在其炮兵与轻火器的直接掩护下，相继开始出击。防守的国民党军之暂编第54师、第3师、预10师、第190师之一部则依托阵地与敌展开短促的反复冲杀，经10天10夜的恶战，116师团整个前进了约400米，68师团整个前进仅有200米。
7月11日，116师团发动进攻时，首先使用了第120联队，在野炮兵第122联队和新调来的独立野炮兵第2联队炽烈炮火掩护之下，全联队发起了攻击，至8时30分，占领了张家山以北约300米的小高地之后即被守军阻止。
第133联队在第二次进攻衡阳，依然是师团的主力，15日该联队发动进攻，在遭到守军猛烈抵抗后，总共前进了约400米，于15日上午和17日下午先后占领了张家山附近的枫树山和前面的萧家山。但这个联队付出的代价很大，作战仅两天，其新到任的第1大队长关根彰大尉第2大队长足立初男大尉即被击毙，第3大队长迫八郎被打成重伤后于8月4日死于医院。步兵中队长被击毙5名，击伤1名，其第10中队在15、16日的两天内即相继被打死两名中队长，上次进攻张家山仅剩下的第3中队长小山长四郎中尉，也在这次作战中被击毙。
战斗至16日，敌精锐的第133联队之第1大队的步枪兵，总共不足100人，其第2、第3大队也是如此。从16日以后，这个步兵联队已真正到了势尽力衰的程度。116师团为使这个联队继续发动进攻，将临时配属的218联队之第3大队，调归第133联队指挥。可是这个第3大队也被守军打得死伤累累，其大队长平冈卓大尉被打死，由该大队的中队长渡边直喜大尉代理指挥，将部队率领至133联队的阵地。第133联队因得到这个大队的增援，于17日下午攻占了萧家山。
18日，岩永汪再次组织进攻，由其强击机首先对守军阵地进行轰炸，接着步兵进行突击，结果均被守军打退。这一天日军在衡阳城外的大致位置为：68师团在城南的铁路以北约300公尺一线，第116师团在城西南的萧家山一带，志摩源吉的57旅团在小西门外约500公尺之地区，218联队在城西北体育场外之小村庄附近。
敌这两个师团连续进攻已达8天，此刻又到了攻击无望的时候而在现地停止。但堤三树男认为守军已作战20天，所存弹药应已有限，因此他决定在18日的夜间，连续发动假进攻，使守军继续消耗弹药和得不到休息。58旅团即按此命令于夜间组织了几次“呼喊式”的袭击。
第10军，在军长方先觉及各师长、团长的指挥下，克服了炎热盛暑和疾病等困难，经10天的惨烈血战，同心协力英勇杀敌，他们以阵地固守和机动防御相结合，加强了阵地间的相互支援，进行短促近战，与遵循严格的战场纪律。他们又一次打得敌这两个师团再无发动进攻的能力，而取得了第2次保卫衡阳的胜利，使后方军民受到很大的鼓舞。
此时的日军，不仅在衡阳作战失利，其在印度东部的英帕尔地区之进攻也遭到失败，由牟田口廉也中将所率之15军的第15师团、第31师团、第33师团约10万人进攻英帕尔时，因牟田口在指挥上缺乏经验而引起师团长们的不满，最后第31师团长佐藤幸德中将，于6月20日愤然率其部队自行撤出英帕尔以北的科西马，使该军的右翼全部暴露，结果造成全部大溃退。至7月2日该作战结束，仅存约3万人逃回至缅甸西部之亲敦江一线。
再就是太平洋上的塞班岛，美军从6月15日在该岛登陆后，经约20天的作战，在岛上的日军第43师团、独立混成第47旅团，海军的中部太平洋舰队司令部等部队，抵抗至7月6日所剩无几，至7月7日岛上尚剩的日军约300人，作最后一次的自杀性冲锋后全部战死，塞班岛失守。为此，7月7日东条英机因军事指挥上的责任，而辞去参谋总长的职务，7月18日又被解除首相官职。
以上这些对在华日军的精神上，是一个很大的打击，尤其是领导层。
根据第2次对衡阳久攻不克且伤亡很大的情况，7月20日横山勇的11军再次被迫下令停止进攻，并决定这两个师团即在现地休整，再次补充兵员、弹药、物资；调58师团至衡阳城西北、调13师团至衡阳的湘江东岸，作第3次进攻衡阳之准备；东部地区之第3师团、第27师团、第34师团，继续对醴陵附近的国民党军第58军、72军，安仁附近的第37军，茶陵附近的第20军、第44军，进行牵制性攻击，以策应衡阳作战。敌进攻衡阳的这两个师团，从5月27日发动进攻以来，特别是在衡阳地区其伤亡情况，按日军战史所载之统计为：
（一）68师团，被击毙752名（内军官35）；被打伤1415名（内军官86名）；疾病878名（内军官10名）。合计3046名，减员百分之二十五点九。
军马伤亡618匹（主要是因遭到空中之攻击、轰炸）。
（二）116师团，被击毙833名（内军官63名）；被打伤1665名（内军官94名）；疾病914名（内军官9名）。合计3412名，减员百分之十八点六。
军马伤亡898匹（主要是遭到空中之攻击、轰炸）。
（三）敌在衡阳失败后，取消了进攻韶关的计划
衡阳第2次保卫战之胜利，鼓舞着大后方的广大军民，将河南、长沙作战后的困惑情绪，暂时为之一扫，大后方的主要城市，为此举行了庆祝会，鸣放鞭炮、彩花，并向在衡阳浴血抗敌的将士们致敬，向他们发出了大量的慰问信和祝捷电报。
日军大本营于7月25、26日两天，召集了南方军、台湾军、中国派遣军、国内防卫总司令部的有关作战参谋至东京开会，会上向他们传达了大本营将坚守菲律宾、台湾、琉球群岛、本土的新作战方针（捷号作战），而这一新的作战方针，与中国派遣军在广东、福建、浙江、江苏沿海及山东的胶南、日照海岸地区作战关系极大，预计美军也将在这些地区登陆。
敌进攻韶关打通粤汉路南段，同时占领该路以东地区之江西省的遂川、赣州机场和广东省的南雄机场，中国派遣军及横山勇的第11军，在进攻至衡阳的第1期作战计划中，并未作具体安排，当时主要是考虑打通至越南的交通线。
6月6日，日军参谋次长秦彦三郎中将至中国派遣军司令部并视察战场时，传达了参谋总长东条英机希望中国派遣军，以部分兵力攻占遂川、南雄等我国空军基地的意图，以防止美国空军利用这些中转机场轰炸日本本土。当时中国派遣军同意在攻占至桂林、柳州地区之后，转用兵力完成此项任务。
但事隔不久的6月23日，中国派遣军总司令部高级参谋（掌管后勤与政务），——诡计多端的辻政信大佐，到达了湖南汩罗县新市第11军司令部，24日与岛贯武治研究作战问题时，他提出了为获得粤汉路南部以东地区的矿业资源，必须提前安排攻占上述地区及粤汉路南段的方案。
辻政信的第3课，对我国江西等地的地下资源，特别是钨矿相当注意，并绘有详细的分布图，按其图上注记，江西的钨矿，主要分布在崇义，上犹、赣州、鄠都、南康、信丰、会昌、定远、定南、龙南以及湖南省的资兴、汝城和广东省的乐昌、翁源、南雄等地。
钨是珍贵金属，其合金钢则为机械工业、军事工业的重要材料。“七·七事变”前，这种矿石大部销往德国，抗战期间我国这一带的钨矿沙，主要是向苏联出口，以偿还苏联援华武器和军事物资的贷款。
岛贯武治与辻政信研究后认为，为了使对方来不及破坏粤汉铁路，和获得沿线以东的钨、铅、锡、煤、铁、锰（郴县）等战略物资，遂川、南雄、韶关作战应予以优先。这样就将原来为攻占该地区的机场而增改为获得战略物资的作战。
当时我国在粤汉路以东的国民党第3战区和第9战区之陆上军事运输及遂川、赣州、南雄与浙江、福建各机场所用之航空油料、航材、空中弹药、地面保障物资等，部分是经由火车与空中运输，但不少是以汽车队从广西的柳州向东经荔浦、平乐、钟山、贺县、连山、连县、乳源至韶关，然后再经始兴、南雄、大余、南康、赣州送往遂川及以东之闽、浙地区。辻政信与岛贯武治都认为，攻占了粤汉路的南段，对该线以东的国民党军之整个陆上运输，即可使其全部遮断，而且这些也符合大本营1月24下达的打通大陆交通线的要求。
辻政信将此方案带回武汉后，7月4日中国派遣军的高级参谋天野正一大佐又到11军，对此作了进一步研究。7月5日16时，中国派遣军司令部向其11军、23军下达了有以下内容的攻占韶关与遮断国民党军陆路运输的命令：
（一）中国派遣军在对桂林、柳州方面作战准备之同时，以一部兵力遮断遂川、南雄附近中央军机场群的陆上运输补给线。
（二）第11军随着攻占衡阳附近地区，应将后勤供应线迅速前推，同时以有力一部约在7月中旬，开始从耒阳向南进攻，击溃铁路沿线守军，占领和确保韶关附近之以北地区。随着战线的前推，应对耒阳、郴县、韶关附近的机场进行整修。对桂林方向的进攻，大致预定在8月中旬。
（三）第23军对英德方向进行作战准备，一部牵制中央军第了战区的部队，以策应第11军，使其易于作战。
对英德方向的进攻，预定为8月上旬。
（四）第5航空军，应尽力击溃中美空军，井以必要的兵力直接协助11军及23军作战。
依此，横山勇于7月7日命令其部队：
（一）山本三男之第3师团、赤鹿理之第13师团，于7月下旬沿粤汉路向南进攻至乐昌附近，占领并确保沿线及附近要点，随之攻向韶关，击溃第7战区之主力，占领韶关与其附近要地。
（二）68师团为第二线进攻部队，确保韶关以北之铁路沿线地区，并击溃企图夺回铁路沿线要点之中央军。
（三）为能完整的占领南部粤汉铁路，各作战部队事先须隐蔽企图，攻击开始后，应果敢、迅速行动，且可使用挺进部队。
（四）军根据情况，将向南雄、英德附近进行追击，以扩大战果。在向韶关进攻时，第23军将进行策应。
（五）第5航空军，除协助指挥联络外，应直接阻止守军退却，支援进攻部队在山地的突破，其中对乐昌附近粤汉铁路要部的占领及韶关附近之歼灭作战，应作为直接协同作战之重点。
中国派遣军下达了进攻韶关的命令后，因7月中旬对衡阳的进攻又遭失败，太平洋、印度、缅甸战场对日军更为不利。7月25日，日军大本营参谋西冈忠治中佐，根据在衡阳了解到两次进攻失利的原因后提出：应集中力量，打通经广西至越南的大陆交通线，放弃进攻韶关的作战计划。之后，中国派遣军于7月31日确定：本年内完成打通大陆交通线的任务。8月1日决定：停止进攻韶关。
（四）敌第23军对进攻衡阳的策应
驻广东的田中久一中将的第23军，原来其所属部队仅有第104师团，独立混成第19、22、23旅团，独立步兵第8、第13旅团，独立野炮兵第7、第8大队，野战高炮第55大队以及工兵和后勤部队等单位。整个23军在广州附近由于其部队不多，因而占领区较小，即从香港地区向非沿广九铁路以东至石龙、增城、神冈（从化以南）、太平场、江高（花县以南）、芦苞（三水以北）、三水，然后沿西江向南至江门这一连线的圆圆范围以内；再就是广州湾的湛江周围和海南岛以及汕头、厦门、福州独立小范围地区。此次配合湘、桂作战，因兵力不足，日军大本营于1944年2月1日下令，将驻于杭州平田正判中将的第22师团经上海由海上运送至广东，当时该师团的编组情况为：
第22师团 师团长 平田正判 中将
参谋长 宫本清一 少将
步兵第84联队 联队长 深野时之助 大佐
步兵第85联队 联队长 能势润三 大佐
步兵第86联队 联队长 中川纪士郎 大佐
山炮第52联队 联队长 本田和助 中佐（辖山炮兵6个中队，无大队）
装甲车第22中队
工兵第22联队 联队长 高城安 中佐
辎重兵第22联队 联队长 濑古第一 中佐（该师团无骑兵联队和大队）
至1944年，由于战局的变化，此时由台湾至广东的沿海，已是中美空军经常活动的地区，而且美国海军的潜艇部队也经常在这些海区出现。当时日本的船舶已呈现不足，故对22师团分三次运送。平田正判及宫本清一则于4月飞至广州，以研究确定作战计划。
第一次运送该师团的84联队、山炮兵第52联队、工兵第22联队、师团司令部等单位。共乘15艘运输船，由深野时之助大佐指挥，4月底从上海经高雄、香港，于5月15日驻入广州郊外的中山大学。这批船只在返回上海的途中，于20日17时52分，于东沙岛以北约45海里一带地区，被美国空军B－24型4架轻轰炸机发现并遭到轰炸，运输船“神寿号”当场被炸沉，“厚利号”、“筑波号”中弹起火。21日，日军从香港派来的工作舰进行救援作业时，美军的潜艇也已赶到了这一地点，它首先对准了进行警戒的日军炮舰“桥立号”及作业中的“筑波号”施放了鱼雷，随之“桥立号”与“筑波号”均沉入海中。
第二次运送，为能势润三大佐指挥的步兵第85联队及山炮兵第52联队一部，乘18艘运输船于5月14日离开上海，到达台湾高雄后由海军舰只及海空军护航，且船团靠近海岸航行因而未遭到水下攻击，于5月31日到达香港、6月1日至九龙，5日由九龙出发，6月6日也进至广州中山大学。
第三次运输，为中川纪士郎大佐的步兵第86联队（缺第3大队）和配属部队及辎重兵第22联队之马匹等，于6月24日分乘6艘大型运输船，从上海至高雄后，仍由其海军军舰及海空军护航，7月4日凌晨1时左右，到达东沙岛西南约180公里的海面（东经115度50分，北纬19度21分）时，其第1大队所乘2186吨的“日东号”运输船，突遭美军潜艇的攻击，因是夜间，救护十分困难，不久这艘运输船和在船上的86联队的第1大队均沉入海中。7月4日11点以后，该船团又遭到美军潜艇的攻击，“晓勇号”和“第二十八共同号”均被击中沉没。
“第二十八共同号”，在13时45分被鱼雷击中船尾，第2次被击中机舱，5分钟后，船头上翘沉没，人员皆离船跳海逃命。该船之沉没地点在东沙岛西南约22公里，即东经115度零2分，北纬20度18分。
跳入海中的日军，有的飘浮了4至5个小时，有的长达8个小时，其中大部被救出，约有600人被淹死。至于马匹、装备、枪炮、弹药等全部沉入海底。这批敌军于7月5日到达九龙，7日到达广州中山大学时，全是手无寸铁的徒手兵，23军即以积存之武器，装备了这批徒手部队，但马匹则无法补充。为解决运输困难，敌即在就地强征女民夫约800人和强行牵走民家的水牛约200条，组成了野战运输队。
日本是一个海洋国家，而这个时候，它在海上的军事运输，因海军力量的损失，已很难保证其海上的安全航行，这正是日本致命的一点。
敌驻于广州的第23军，为协同11军完成打通大陆交通线之作战任务，在4月25日即派其作战主任参谋高桥晃中佐至汉口，与11军的高级参谋岛贯武治大佐对湘、桂第一、第二期作战的设想作了研究，月底回到广州后，将11军的计划及对23军在策应作战方面的要求等作了报告。
田中久一根据高桥晃与11军研究的结果，和从杭州至广东的第22师团在时间上将要推迟等情况，确定变更上述设想的第一期作战内容，即扩大作战范围，投入更多的兵力，改变第22师团沿北江向北进攻的任务。6月16日，该军召开了有师团长、旅团长参加的会议，下达和研究了策应横山勇第11军向衡阳进攻的作战任务，主要为：
（一）军之作战决心：
为牵制中央军第7战区之主力，策应第11军在衡阳作战，军沿北江地区发起进攻，并为军下一步作战进行准备。
预定进攻之开始时间为6月27日，第2飞行团直接协助本军作战。
（二）独立混成第22旅团，于6月24日日没后，由江门附近开始行动，经水口攻向台山和准备下一步作战。
（三）第104师团于6月27日开始进攻，任务是在北江右岸（西岸）牵制第7战区之部队，策应第11军在衡阳附近发动进攻，击溃当面守军到达连江一线后，进行第二期作战准备。
（四）第22师团一部（3个步兵大队），于6月27日由增城地区进攻至龙门，以牵制北江左岸（东岸）的中央军，关于第2次作战准备，另行通知。
（五）独立步兵第8旅团一部，当22师团攻向龙门时与其取得联系，向从化地区出击，以策应22师团进攻。
以上敌23军在命令中所指的下一步第二期作战准备，是指将要沿西江两岸经肇庆、德庆、梧州、平南、桂平、武宣、象州，然后与将进至桂林一带的横山勇之11军，同时进攻桂林和柳州。
当时驻于广州以北的北江两岸之国民党军，是位于韶关的第7战区司令长官余汉谋所属的第12集团军之部队，余还兼任该集团军总司令，其编成为：
第12集团军：
第63军，辖152、153、186师
第64军，辖155、156师
第65军，辖154、160、187师
独立第9旅
独立第12旅
广东省西江地区之防守部队，是第7战区所属邓龙光之第35集团军，该集团军之部队较少，其158师位于高鹤县之明城，159师原驻于肇庆、四会，暂编第6师则驻于肇庆以北约160公里之阳山，集团军总司令部位于西江北岸之德庆。
当敌第104师团向北进攻时，国民党军布防于清远一带的，是位于笔架山附近之第156师和位于横石、高田圩地区之159师。
进攻北江地区的敌104师团，从1938年秋攻陷广州后，即一直驻于广东的独立占领区而未他调。此时该师团之编成为：
第104师团 师团长 铃木贞次 中将
参谋长 斋藤二郎 大佐
步兵第108联队 联队长 上野源吉 大佐
步兵第137联队 联队长 川上护 大佐
步兵第161联队 联队长 清水圆 大佐
骑兵第104大队
野炮兵第104联队 联队长 小林渐 大佐
工兵第104联队 联队长 荻野仕 大佐
辎重兵第104联队 联队长 门口元一 中佐
该师团向北进攻的作战计划主要为：
（一）师团于6月23日夜间，向花县西北约30公里之龙塘墟一带北江南岸地区推进。6月27日渡过江北，准备对清远北侧山区中央军之既设阵地进行攻击，其间以一部（1个步兵大队）渡过西江占领芦苞西北方的大坑山，以掩护师团的南翼；另1个大队占领芦苞对岸地区，以掩护由三水向北的水上补给部队。
（二）师团主力在清远以西的太平市集结，并向清远西北约10公里的笔架山、清远以北约15公里的大罗山进攻，威胁中央军的南翼，然后攻击至连江口一线地区。
（三）为隐秘企图，到达连江口地区后，作公开渡过连江的准备以迷惑中央
军。主力则在连江口以西约20公里之大洞地区集结，作返回之准备。
（四）各部队任务：
步兵第137联队、山炮兵1个中队、工兵1个小队、野战医院1个班，于6月23日由从化县的太平场集结地出发，向西经花县、狮岭圩，至北江东岸的石角圩以南大布冈一带集结作渡江的准备。6月27日夜间由大布冈以西地区渡江，然后进至清远县西南约20公里的大堡，一部作攻击笔架山以西地区的准备，主力则准备向太平市以北约20公里的珠坑前进。
步兵第161联队、山炮兵1个中队、工兵1个小队、野战医院1个班，于6月24日傍晚从广州东北约15公里的龙归镇集结地区出发，开向龙塘墟以西的江岸地区，作渡江准备。6月27日的夜间从石角好以南的附近渡过西江，一部至回澜市，主力到达太平市附近作攻击笔架山地区的准备；
步兵第108联队（缺第3大队）、山炮兵1个中队、工兵1个小队、1个架桥中队、野战医院1个班，于6月24日的夜间，由佛山集结地出发，向北经官窑墟、花县到达源潭墟西南马头岭地区，作渡江的准备。6月30日的夜间，从清远东侧地区渡江，至白庙、石板一线，然后作攻击的准备。
直辖部队：6月26日在花县以西15公里的狮岭圩附近集结，随步兵161联队之后渡江。
渡河作业队：（工兵第104联队为主，使用民船）一部保障137联队，主力保障161联队及师团直辖部队渡江。渡江任务完成后，各以一部继续确保清远、石角圩附近北江两岸的联络。
薙波大队（步兵第108联队薙波正六大尉的第3大队）的主力，于6月27日。首先由大布冈西南约8公里的横基墟附近渡至北江的西岸，占领大坑山及其以北地区的要点，从左翼（南翼）掩护师团主力渡江。
独立步兵第98大队（属独立混成第19旅团，大队长平岩钒彦大佐），于6月29日在三水以北约20公里的芦苞附近，渡至北江以西，占领其沿岸要点，以掩护北上的舟艇补给队；
师团司令部的位置：开始位于芦苞，25日以后移至大布冈。
104师团这个作战计划，就是将3个步兵联队从清远两侧渡过北江。然后137联队在清远西南约20公里的大堡。161联队在清远以西约12公里的太平市，108联队在清远以东的白庙一线，以3个步兵联队并列在北江的西岸，向北攻向50公里外的连江（江名）一线，企图牵制国民党第7战区不能将部队调向湖南参加保卫衡阳的作战。然后第104师团即由连江地区左转向西，在西江的北岸攻向梧州，与在湖南的横山第11军，一齐攻入广西，打通广西至越南的陆上交通线。
第22师团进攻龙门，由步兵深野时之助大佐指挥的第84联队，山炮第52联队大部，工兵第22联队大部，从增城攻向龙门（广州东北约120公里）以牵制该地区的国民党军不能向湖南调动，并为下一步向西进攻创造条件。22师团指挥所设于增城。在22师团当面正果、麻榨地区的国民党军为63军的153师，63军的军部位于新丰。
敌独立步兵第8旅团以3个步兵大队（全旅团是4个步兵大队），在增诚西北约40公里的神冈、竿头，向东北地区进攻，以策应22师团向龙门推进。位于该旅团当面派潭墟地区的为国民党63军的152师。
敌独立混成第22旅团，于1942年11月27日在广东编成，共有6个步兵大队及1个山炮队。这个旅团成立后，主要是担任守备，没有打过较大的仗，战斗力较差，而且其辎重部队，全部是由强征来的数百民夫所组成。这次该旅团进攻台山，其目的是为了隐蔽该军向北进攻的企图，并在西进以前对该地区进行扫荡和筹备物资。位于该旅团当面的守军为广东地方抗日部队。
当敌23军于6月23日，接到横山勇11军的68师团松山圭助大佐的独立步兵第64大队已于当日攻击至衡阳以东的飞机场，第13师团正由东部山区插向衡阳东南的耒阳、第116师团已在湘江西岸向衡阳城西南迂回的通报时，即令104师团等部队于23日从集结地向前移动，独立混成第22旅团则从江门西南的新会于当日开始进攻。
就在104师团向北江东岸集结与准备横渡时，正值广东地区夏天的雨季，因连日降雨不仅道路泥泞，日军行动迟缓，而且因北江涨水，河幅增宽流速也大，以致影响横渡。拟先头渡江至西岸地区担任渡河警戒的薙波第3大队与平岩第98大队，也因北江水势太大难以渡过而延至28日的夜间，经战斗后才到达西岸。104师团的3个步兵联队，从6月29日的夜间先后开始横渡，其所受守军的抵抗亦较轻微，至7月2日全部到达了清远县东西两侧之预定地区。
7月1日，敌23军通过特种情报手段，知继预备第6师之后，在北江东岸的国民党军第65军主力、在22师团当面的第63军之153师似已北调，去湖南增援。
104师团仍按预定计划，即第137联队为左路（西侧），由太平寺向北攻向珠坑，第161联队为中路，由回澜市、清远城攻向以北之笔架山、大罗山；第108联队为右路（东侧），沿北江之西岸，攻向以北之高田圩、横石、黎洞圩。
这3个联队于7月2日的晚间，开始向北推进。第137联队到达珠坑后即暂停，以担任师团之南侧警戒。
在清远以北山区设防的国民党第64军，则依托阵地进行抗击，中、美空军于7月7日16时，以P－51战斗机7架，攻击了日军芦苞、石角江上的机动船只，夜河B－25轻轰炸机5架，先后3次对广州市东郊的日军货场、仓库以及黄埔港和三水进行了轰炸。8日夜间，B－24轰炸机15架又对天河、白云机场与中山大学之日军兵营进行了轰炸，结果日机4架起火，两架破损，日军被炸死23人，炸伤95人，其军马被炸死74匹，炸伤64匹。
104师团向北进攻之右路第108联队，因受到层层有力的抵抗，于7月8日攻占了黎洞圩，9日占领了连江以西的小步圩；中路的第161联队于11日占领了小步圩以西之小舍圩地区。
国民党军第156师在笔架山，第159师在高田圩地区，对敌进行猛烈的抗击，敌104师团遭受了较大的伤亡，其师团参谋长斋藤大佐，在指挥高田圩山区的战斗中，被159师打成重伤，为了对其进行急救，林三郎大佐之第2飞行团（辖战斗机飞行第85战队，轻轰炸第90战队1个中队、直协、侦察第44战队一部、强击机第6战队1个中队、独立侦察飞行第18中队一部）即派出飞机空投药品与急救设备。随之，日军任命其国内训练军事、政治特务的“中野学校”教官铃木勇雄大佐继任该师团参谋长，直至8月31日才到任。
第22师团为了策应第104师团在北江地区的进攻，其步兵第84联队的先遣大队于29日晨到达了增城东北约30公里的麻榨墟，并继续向龙门攻击前进。沿途仅遭到一般的抵抗。30日其先遣大队到达了龙华墟，中午、84联队及炮兵、工兵部队也都到达了该地。7月2日，这批日军攻向龙门，另一部奇袭了龙门以西的左潭墟并被其攻占，3日7时30分，龙门被敌84联队占领。
在22师团西侧的独立步兵第8旅团，以3个大队于6月30日20时30分，主力从神冈、一部从竿头向从化东南方向山区的守军152师进攻，经激烈战斗后，152师一部转移了阵地，战斗中牺牲了近150人。由于该师对日军进行了有力抵抗，独立步兵第8旅团长加藤章决定不再前进，仅在派潭墟以西地区进行了几次扫荡。
在独立混成第22旅团当面的，为广东的地方抗日部队，作了一般抵抗后即进行转移，该敌于6月28日21时占领了开平（三埠），其主力于29日14时占领了台山，随之即在该地抢劫物资，并向西江地区的进攻进行准备。在台山铁路沿线的物资被敌抢走了不少，部分铁轨被其拆走。
在敌104师团由清远县向北进攻的7月7日。田中久一中将之第23军，根据中国派遣军7月5目的部署，下达了向韶关进攻之命令：
（一）第11军主力在攻占与确保衡阳附近的同时，以有力一部大致在7月中旬从耒阳附近发起进攻，击溃粤汉路沿线的守军，占领并确保韶关及其附近的以北地区。
（二）本军继续进行目前之作战，以策应第11军，使其易于对上述地区的进攻。
（三）第104师团击溃清远以北的守军后，以一部占领并确保连江沿岸要地，主力逐次在南方地区集结进行作战准备，根据战况对韶关方向进行攻击。
（四）第22师团在东北方向进行徉动，一部攻占增城以东（约25公里）的罗坡头及以北的派潭墟附近地区，主力在增城附近集结，作出将再次发动进攻的姿态，以欺骗中央军而对其进行牵制。
（五）第22师团与独立步兵第8旅团的作战分界线（略）
（六）下期作战的开始时机，预定为8月上旬。
104师团，根据23军的命令，主力于7月13日即作渡河北上的准备。此时，在衡阳的横山第11军，第二次进攻时又被打败，根据整个战局不利的情况及为了集中力量继续进攻衡阳，中国派遣军于8月1日下达了中止进攻韶关的命令，23军随之也就解除向北进攻的任务。中国派遣军因遭到衡阳方先觉将军第10军的两次有力抗击，其西进的计划，也被迫推迟。
（五）敌在衡阳以东的山区作战情况
横山的日军向长沙进攻时，即明确为完成远距离的大规模作战，不能不依靠歼灭战。为此敌在湘江的东部山区，并列部署了当时日军精锐的第3、第13师团，这两个师团的任务，一是策应中路沿湘江两岸的部队作战；一是企图相机包围、歼灭国民党第9战区部署在东部山区的主力。
在东部山区的国民党军，随时掌握着日军之动态，伺机歼灭该敌，当发现敌之兵力已分散时，即以58军、72军，对驻于醴陵的敌骑兵第3联队发动了猛攻，歼灭了该联队和配属步兵之大部，于7月7日收复了醴陵，因浏阳之敌第27师团向该地增援，国民党军乃主动于8日从醴陵撤出。
敌为了直接策应对衡阳的进攻，原在东部山区的第13师团已奉命攻向衡阳以南地区，并于7月2日占领了粤汉路上的耒阳城。
当日军对衡阳发动第2次进攻时，在东部山区的国民党第20军、第44军联合进攻茶陵，以何旭初的95师进攻安仁，准备歼灭远离其它部队的敌第3师团。
7月16日拂晓，第3师团之第6、第34联队对进攻茶陵的国民党军进行反击，但很快即被打退，国民党军则继续发动猛烈进攻，敌因伤亡太大且弹药不足，乃转入防御，以松山良政的第6联队防守茶陵以西高地；以二神力的第34联队防守城东地区。在以后的战斗中，敌继续发生了大的伤亡，其第6联队长松山良政大佐头部被打成重伤。
敌第3师团防守在安仁的桥本熊吉之第68联队，受到国民党军95师猛攻后而处于危急状态，原在醴陵的宫崎正彦之骑兵第3联队残部、杉本佑一的辎重兵第3联队，正从醴陵以南的黄图岭、贺家桥南逃，企图向茶陵集中。由于国民党军的猛攻，在安仁的桥本熊吉第68联队不支，7月22日弃城东逃茶陵，安仁当日被国民党军95师收复。
7月17日横山勇接到山本三男从茶陵发出已遭包围要求增援的电报时，正是衡阳第2次攻击已处于无望的状态。横山经考虑后，决定对第3师团不采取直接增援，而乘机向东部山区增调部队，围歼在该地区之国民党军主力。随之令第3师团就地固守，牵制住守军；调驻长沙的第34师团急速至醴陵，与在该地的第27师团，并列攻向以东之萍乡，然后右转向南，迂回至江西的莲花县及其以南地区，从茶凌以东、以南进行迂回包围，配合第3师团击溃在该地的国民党军主力。令在耒阳的第13师团，以1个步兵联队急速赶赴茶陵以南之界首、探塘坳、中湾、月里下地区，攻击国民党军之后方。
按横山勇7月17日的作战命令，在长沙的伴健雄之第34师团先头的石川明之216联队，于17日19时，从长沙近郊渡过浏阳河，18日晨抵达长沙东南约25公里之南山铺，木佐木清次大佐之第217联队同日从长沙东北约25公里的青山市，向东南经永安、镇头、板杉铺，开向醴陵；师团率其它部队（不包括已在衡阳的针谷逸郎大佐之218联队），于18日晨从长沙出发。由于中美空军此时相当活跃，所以日军的大部队，均利用黄昏、拂晓和夜间行动。
7月22日，34师团与27师团在醴陵会合，并作攻向萍乡、莲花之准备。其进攻地区之划分为：34师团进攻醴陵至萍乡、莲花的公路外方以北、以东地区；27师团进攻这一公路之以南、以西地区。
27日拂晓，34师团先后向在萍乡以西的守军第58军发起进攻，该师团还派出218联队留守的铃木恒德少佐之第2大队，经萍乡以北约30公里的上栗市，于27日绕至萍乡以东约25公里的芦溪铁路车站，切断了58军的退路。
国民党军在短时内并未弄清芦溪方向这股敌军的数量，因而在萍乡以东的第99师、第162师，在萍乡以南源头的第58军等部队，经作战后大部向以南之莲花地区后撤。
敌在耒阳的第13师团，根据横山11军增援第3师团的命令，派海福三千雄大佐之104联队和两个山炮中队，于7月17日从耒阳南的小水铺经东湖、灵官庙、安平司、界首，到达月里下，沿途即遭到国民党军的节节抵抗，24日进至茶陵以南约15公里的月里下时，突然被国民党军包围并将其分割为四段，后经第3师团的34联队前来增援，才得以解围。25日，104联队接到师团命令，要其迅速返回，进至衡阳的湘江东岸，参加对衡阳的第3次进攻。
此时在11军的司令部内，关于下一步作战问题有两种看法，一种是主张继续在湘江以东地区集中兵力，寻找国民党军主力作战，击溃国民党军主力后，便于向桂林、柳州进军，也便于今后在华作战，代表这一看法的主要是11军参谋岛贯武治大佐。另一种主张是继续集中兵力攻向衡阳，进而作攻占桂林、柳州之准备，因美军在太平洋上已占领了塞班岛，至东南亚的海上运输不久即将遭到封锁，所以打通从朝鲜釜山经中国大陆至越南、泰国、马来亚而达新加坡之陆上交通线，就更加成为迫切的重要战略任务。代表这一主张的为敌11军参谋长中山贞武少将。
7月29日，横山勇决定改变东部山区之作战部署，将第3师团从茶陵、攸县调至耒阳，接替去衡阳的第13师团。第27师团、第34师团仍位于东部山区继续牵制守军。其调整部署为：
（一）第27师团以有力一部（3个步兵大队），在莲花以西地区，策应至莲花以南的第34师团作战；主力向茶陵方向突进，在第3师团一部的策应下击溃守军后，接替第3师团守备茶陵、攸县。
（二）第34师团从莲花以东绕至该城以南地区，在27师团一部的配合下，歼灭莲花附近之守军，然后作向以南之砻市、酃县的作战准备。
（三）第3师团由安仁、攸县到达耒阳附近后，应迅速以有力一部进行向祁阳、衡阳地区之作战准备。
根据横山勇的这一部署，第27、第34师团于7月31日开始行动，从萍乡至莲花的公路以东（34师团）、以西（27师团）开始前进。敌34师团与当面的守军第58军和敌27师团与守军第72军连续战斗之后，34师团先头的木佐木清次的217联队于31日占领了莲花县城。27师团3个大队到达了莲花西北约15公里的南村。第3师团向27师团交防之后，一部即向耒阳移动。
（六）国民党军向衡阳增援及敌军之调动
7月初，日军在湘江以西除青木成一的第40师团以外，原在后方的64师团一部及原在长沙的58师团，已先后调至湘江以西，以阻止国民党军向衡阳增援，使湘江以西保持着3个师团的机动兵力（不包括直接进攻衡阳的两个师团），其中一部还到达了宁乡西南约40公里之横市。
国民党军为打破敌对衡阳的包围，增援衡阳防守的第10军，急调部队从北面、西面向衡阳靠拢，拟由增援和守城的部队进行夹击，以打退围攻衡阳之敌。调向衡阳的部队，至7月10日计有王甲本的第79军到达了衡阳西北的演陂桥一带；李天霞的第100军已由涟源南下。日军还通过情报知邱清泉的第5军，已到达广西与湖南相近的全州。
敌为了防止其第40师团、58师团、64师团到达前，国民党军增援部队已接近衡阳，因而特将攻城的志摩源吉第57旅团的3个步兵大队（独立步兵第61、62、63大队）、116师团所属109联队之第1大队调出，向衡阳以西及湘桂铁路两侧前伸，以增强其攻城部队西面以远地区之警备。这四个步兵大队在衡阳以西之势态为，第109联队饭岛克己大尉的第1大队，向西经战斗后，到达了白鹤铺铁路车站；志摩源吉的57旅团占领了衡阳以西较近的四塘、五塘地区和铁路以南的黄泥坳、鲤鱼塘、雨母山、枇杷塘、洲市一带。
至7月15日，一直在湘江以西攻击前进的敌第40师团，其先头的户田义直大佐之234联队，进至衡阳以西的四塘、潘塘、古塘、五塘地区。20日以后，敌陆续向衡阳以西的战略进攻方向增加部队，使防守衡阳的方先觉第10军更陷于不利之状态。为解衡阳之围，7月23日重庆军委会以蒋介石将军之名义，向各增援的部队，发出如下八项主要内容之严厉电令：
（一）衡阳外围之援军，应集中兵力首先突破日军在衡永公路上之虎形山及汽车西站之阵地，再扩张战果，以解衡阳之围。
（二）第62军以一部监视衡阳以南之敌，主力在黄泥坳附近集中。突破敌虎形山及余南地区之阵地。
彭壁生部（第5军机械化第200师副师长）在黄军长（62军黄涛）指挥下，沿黄泥坳西南地区之公路，向汽车西站及虎形山方向推进。
（三）第79军（王甲本），主力集中于贾里渡地区，攻击汽车西站以西之敌军阵地和夹击敌人。
（四）两军（指62、79军）之作战分界线，由李（玉堂）副总司令（27集团军）决定。
（五）63师（属100军）以全力攻击和占领望城坳，以策应各军作战。
（六）空军应集中力量，对虎形山及汽车西站以西之敌军阵地进行攻击、轰炸，以步、炮、空军相互协同作战，迅速突破敌军阵地。
（七）第62军，无须等待彭壁生部之到达，应在拂晓之前开始进攻。但应注意隐蔽企图。
（八）湘江东岸之各军，应对当面之敌进行积极猛攻，其中第37军（罗奇）应加强对衡阳湘江东岸之攻击。
蒋介石的这份密码电报，当即被日军情报人员所破译。横山勇、中山贞夫几乎是与国民党军第9战区司令长官薛岳将军及各军长，同时看到了这份电报。随之敌11军司令部一面向中国派遣军、国内参谋本部报告了这一重要特情，一面向各师团长作了传达。第2天即7月24日敌11军司令部又以“旭通报第五十八号”（“旭”为横山11军之代字）文件的形式，将其所破译电报的大致内容，通报所属部队，并作了相应之措施。
日军在第3次进攻衡阳之前，几乎是全面和系统掌握了国民党军各高级指挥机关的密码电报，如第100军徐志朂的63师到达望城坳、小云殿山；施忠诚的74军所属51师、57、58师，正快速赶向衡阳西北地区；在46军、62军之后方，机械化部队已经到达；车运的48师（属杜聿明的昆明防守司令部指挥）、以及战车第3团已由桂林经全州向衡阳以西之祁东县（洪桥）前进等等重要机密电报，均被敌11军司令部连续破译，其情报人员称此为“频频入手”。
日军在衡阳第二次进攻失败后，即着手第三次进攻。但其间大小战斗并未停止，但敌第68师团和116师团的整个进展都很小，且受到较大的损失。116师团在衡阳西郊的两个联队伤亡较大，其第120联队长和尔基隆大佐在7月13日的进攻中均被第10军击毙。
116师团133联队的3个大队，经补充后战斗至7月30日，又发生了很大的伤亡，各中队仅剩20人左右，已失去中队应有的作战能力，因而将其3个步兵大队，临时缩编为3个突击队。每个突击队包括队长在内，多者为80多人，少的只有76人，这3个突击队长除了第2突击队长东条公夫为大尉外。其第1突击队则由少尉广野茂生指挥，第3突击队由三浦纪行少尉率领。该联队全部为12个步兵中队，由于伤亡过多，只剩下5名军官。这是日军在作战中很少有的情况。
68师团在第二次进攻衡阳失败后，伤亡亦很大，太田贞昌的58旅团也将人员所剩不多的4个独立步兵大队改编为4个突击队，即将独立步兵第60、115、116、117大队，依次编为第1、2、3、4突击队。
这一期间的中美空军仍很活跃，白天在整个衡阳及附近战场的空中。全为中、美空军所控制。他们攻击、轰炸日军的阵地、水上和陆上的运输、湘潭与长沙附近之机场和起飞与着陆的飞机，并以少数战斗机，在长沙、岳阳和白螺矶敌机场附近上空，进行游猎活动。此时的日本空军，只能在黄昏，拂晓及夜间至战场活动。
（七）敌第三次对衡阳的进攻
敌第三次对衡阳之进攻部署为：
（一）在衡阳外围之以远地区
东部、南部：
34师团位于莲花及其周围附近。
27师团位于茶陵、攸县以北地区，一部仍驻于醴陵。
第3师团主力，即34联队、68联队位于耒阳及其以西地区。步兵第6联队位于茶陵，骑兵第3联队位于安仁。第13师团之116联队位于耒阳，配合第3师团阻止广东方向之中央军北上。
西部：第40师团，在衡阳西南、以西、西北约10至15公里之七里山、雨母山、二塘、城口墟、板桥、狭山冲，构成衡阳西部南北长约20公里之堵击线，阻上中央军从西部增援衡阳，掩护攻城部队以西之后方。原在白鹤铺之109联队的第1大队，回116师团原建制。
后方：在平江、浏阳、长沙、株洲等地，由野战补充队及临时组成之警备队担任守备。
（二）进攻衡阳之部队
68师团其进攻位置仍在衡阳南郊之回雁寺及学校与芭蕉林、五桂岭、岳屏地区。志摩源吉之57旅团在左（西侧），进攻岳屏地区；太田贞昌之58旅团在右（东侧），沿湘江西岸攻向回雁寺。
116师团之进攻位置，在衡阳城西南，以西之肖家山、经天马山、西禅寺至大西门以北之孔子坪一带地区，133联队位于肖家山；120联队位于天马山以东；配属之第218联队位于天马山以西直至孔子坪一带；109联队之第一大队位于133联队和120联队之间。58师团之进攻位置，在衡阳城以西、西北、以北之孔子坪、小西门、体育场及蒸水公路大桥地区，野沟弍彦之第51旅团（辖独立步兵第92、93、94、95大队），从体育场以南向小西门地区进攻；古贺龙太郎之52旅团（辖独立步兵第96、106、107、108大队），从体育场向小西门以北直至蒸水南岸之市区进攻。
13师团之进攻位置，在衡阳城之湘江东岸，65联队位于潇湘码头附近，随时准备强渡至西岸进行攻城。山炮兵第19联队之阵地，位于湘江东岸南部沿江地带，掩护65联队强渡湘江和支援西岸之攻城部队。（该师团116联队仍在耒阳）。
11军炮兵队，位于衡阳城北约3公里之杨家冲。
11军战斗司令所（指挥所），位于重炮兵阵地杨家冲以北约500公尺之高地。
横山的11军，这次以4个师团进攻衡阳，比以前两次进攻增加了一倍的兵力。7月29日敌11军根据部署之进展情况，向所属部队下达了第3次进攻衡阳之命令，主要为：
军于8月4日以主力对岳屏一带之高地开始进攻，翌5日以有力兵团对衡阳北部进行急袭，一举攻占衡阳。
（一）第5航空军，在8月3日、4日主要是支援68师团，8月5日、6日主要是支援58师团作战。
（二）第68师团从8月4日17时开始进攻，主力向岳屏以有力一部攻占城南之庙宇高地，然后继续向银炉门码头一带扩张战果。
（三）第116师团于4日17时开始进攻，主力攻占岳屏西北之高地后，继续向中国银行方向扩张战果。
（四）第58师团，应隐蔽企图和作周到之准备与秘密接敌。8月5日以主力向衡阳西北、另以有力一部从衡阳城北侧地区开始攻击，并向湘江岸边之水埠门码头一带攻击前进。
（五）第13师团于8月4日在湘江东岸以炮兵、游击部队，协同68师团进攻，5日开始对潇湘码头附近地区进行炮击。
同日夜间，由联队长指挥步兵约两个大队，从该地附近强渡湘江，以配合由西面攻入城内之58师团作战。
敌11军这个命令，将58师团的进攻时间，与其它3个师团推迟1天，主要是为了给该师团造成便于取得进攻成果的机会。
敌11军这次进攻衡阳，由横山勇亲自指挥。对东部山区之醴陵、莲花、茶陵、安仁一带之作战，由位于长沙的军司令部付竹下义晴中将直接指挥。对占领地区之警备与向前方输送物资等后勤保障，由岛贯武治大佐协助。
横山勇、中山贞武对后方各项事务作了明确交待之后。即率领少数指挥人员于8月1日的傍晚，分乘三架侦察机从长沙起飞，夜间在湘潭机场落地。为防止遭到中、美空军战斗机的攻击，2日，很早即从湘潭起飞于5时半，到达炮火连天的衡阳江东机场上空。在衡阳的守军发现敌机相继着陆时，即以迫击炮进行连续射击，结果有一架飞机的飞行员在刚接地后，发现不少炮弹在其周围爆炸，因精神紧张刹车过猛，飞机因惯性关系而形成倒立，螺旋桨的桨叶也全被打弯。横山勇与中山贞武等人，在飞机还没有完全停稳时，即仓促下了飞机，赶快离开机场，同机的一名军官被炸伤，两名士兵被炸死。
当横山勇由第13师团长赤鹿理陪同，到达机场附近的防空壕内时，攻城部队4个师团的参谋长们，已在那里等候。横山在附近的高地，对西岸的衡阳战场作了观察，即对师团的参谋长们作了简短的训示。接着中山贞武要各师团参谋长们汇报本部队之进攻计划。
在68师团参谋长小合茂大佐、116师团参谋长立薗荣造大佐、58师团参谋长有马纯雄大佐、13师团参谋长依知川庸治大佐汇报了各自的作战计划之后，中山贞武即按各师团的计划与该军的命令对照，在防空壕内进行图上推演，在推演中认为第13师团的1个联队，在对方的猛烈火力下强渡湘江困难较多，伤亡亦将很大，最后确定该联队是强渡还是佯动，到时根据另外的命令执行。
日军的指挥机关，在作战命令下达的前后，总要与执行部队的作战参谋或参谋长根据作战地形、气候、交通、作战任务、装备情况、战斗意志、训练素质、战斗协同、指挥水平、后勤保障，各部队之协同等方而进行推演，以检查在准备中和作战开始后可能遇到的问题，并设法予以解决。
8月2日当晚，横山等一行到达了衡阳城以北的11军指挥所。
敌8月4日的进攻
8月4日，敌11军按预定计划，开始第三次进攻衡阳。首先是第5航空军第16战队之6架轰炸机，于夜间轰炸了衡阳城；拂晓其强击飞行第6战队对68师团正面的岳屏守军阵地进行了攻击、轰炸；飞行直协第44战队对衡阳西北及以南的守军阵地进行了攻击。第5航空军在这一天集中力量支援了进攻岳屏的68师团和进攻大西门外高地的116师团。由于此时日军飞机性能差、数量又少，其活动时间，均利用黄昏、拂晓和夜间及中、美空军活动的间隙。
116师团当天进攻的目标是大西门外之高地、天马山和西禅寺。对高地的进攻，由黑濑平一的第133联队担任；进攻天马山的为儿玉第120联队；进攻西禅寺的为配属之针谷218联队。
敌这3个步兵联队于8月4日进攻了一天一夜，均被方先觉第10军的勇士们所打退。
黑濑在昼间组织进攻时，以左、右两个大队进行攻击。左大队为配属的109联队饭岛克己大尉之第1大队；右大队为东条公夫大尉之第2大队（因第1大队人数已不多，也并入该大队）。任务为饭岛大队进攻七八高地；东条大队及步兵炮、速射炮、联队炮和机关枪中队进行支援。
4日8时，黑濑首先令支援部队开火，以图压制守军。之后饭岛大队分由各池塘的堤岸，冲向七八高地。守军的正面及两侧之火力，由山坡或高地猛向这批日军进行射击，敌遭到阻止。其时敌先头的一部20多名士兵竟冲上了高坡并占据了民屋，因其后续部队被守军的强火力隔断，这批进入民屋之敌顿时陷入孤立。此时黑濑令右大队发起攻击进行支援，结果虽连续进攻并使用了火焰喷射器，120联队还以炮兵火力进行支援，总因守军反击强烈，而未达到其预定之进攻目的。
据守在民房的20多名日军，遭到守军以手榴弹为主的反击，炸烟包围了整个房屋，这批敌军全被消灭。
4日9点，黑濑决定停止进攻，作第二次进攻之准备。被守军击伤已不能行动，尚在七八高地前面山坡与堤埂上的敌军，则被守军全部击毙。
前两次攻击衡阳时，由于黑濑舍得用他的部队去作无希望的冲杀，而造成该联队的大量伤亡，有的大队的大队长因连连被击毙、击伤，已换了四任大队长。联队的进攻虽然没有大的进展，但是岩永汪、横山勇都认为黑濑的作战积极性高，因而给他提出了晋升为少将军衔的报告，结果在8月1日就得到了同意的批复。因这时没有旅团长这一级职位的空缺，黑濑即以陆军少将继续担任步兵第133联队长。
晋升为少将后第一仗就没有打好的黑濑平一，在总结失败原因时，认为是由于守军组织了强大的火力。在8月4日下午，黑濑发现本地刮着不大的西南风，因而联想到施放烟幕可使守军看不清射击目标，以再次发动进攻。
当夜22点，第一线两个步兵大队作好攻击准备之后，黑濑即令以发烟筒施放烟幕，随之炮兵开始射击。此时，其攻击地带处处是浓密的黑烟，接着左、右两个大队同时发起了进攻，但很快即被守军打退，而且伤亡并不比白天少。其主要原因，是基层军官特别是小队长（少尉）伤亡太多，大都由伍长、军曹、曹长（下士、中士、上士）担任小队长，他们缺乏在夜间这种条件下指挥作战的训练和经验，以致部队进入烟幕区后，保持不了攻击队形，有的失去联系而产生混乱。
守军的各火力点，并未因敌人施放烟幕而受到太大的影响，因他们对武器射击的左右水平方位和上下高低俯仰角度，已预先作了测量和标定，而且他们大量使用曳光子弹，这样在夜间还可目视弹道的高低及左右偏差。
这次夜间进攻失败后，岩永汪即令该联队仍坚守原阵地。
儿玉的120联队与218联队，从10时由东西两侧进攻大西门外的天马山和西禅寺。此时的120联队每个中队人数多者约40至50人，少者为20至30人。4日10时发动进攻后经两小时的激战，仅攻占天马山外缘阵地的一部。针谷的218联队，在进攻后，由于受到正面、两侧和侧后的反击，被迫暂停对西禅寺的进攻，改在夜间进行。
68师团的57旅团对岳屏高地和靠近湘江的第58旅团对芭蕉林高地经一天的攻击，因守军190师的英勇顽抗进展不大，平均前进了约100公尺。
13师团在湘江东岸的山炮兵第19联队，对隔岸进攻的68师团进行了支援射击；伊藤义彦大佐的第65联队，在衡阳的湘江东岸展开，重火器也作了射击的准备，并拟于8月5日晚间，强渡至湘江西岸。13师团的其它部队，均集结于衡阳城南约10公里的湘江东岸之东阳渡一带。
敌8月5日的进攻
116师团的岩永汪，确定所属3个步兵联队，继续攻击昨天的目标。此时配属给133联队的饭岛克己大队，因任务需要面调离战场回109联队原建制。
133联队经准备之后，由原来的右大队在炮兵、重机枪火力掩护下开始进攻。当东条率其部队攻击前进时，守军先以浓密的火力从正面和侧面进行拦阻，继而进行反击，致使敌在伤亡了约30人之后停止进攻。其大队长东条公夫亦被击毙，代理第1中队长铃木斋少尉、代理第2中队长泽田耕介少尉均被打伤。
133联队，从6月28日至8月5日的39天中，仅大队长被击毙者即达6人，因而该联队只得由中尉一级军官代理3个大队长，即第1大队长由原第1机枪中队长藤田贞明中尉代理，第2大队长由该大队副官土界靖男中尉代理，第3大队长由3大队附西口克己中尉代理，形成了由1个少将步兵联队长指挥3个中尉代理大队长的局面。
下午，该联队要求军属重炮兵在衡阳城北予以火力支援，准备再发起进攻。结果重炮兵经三发射弹修正后，第4发落在其第1线步兵大队的前面约80公尺之水塘中爆炸，激起的水花，飞溅到第1线大队人员的身上，因而令重炮兵停止射击，该联队这天的昼间攻击也就停止。
当晚黑濑又组织其部队向七八高地进攻，结果不仅又被打退而且又遭致不小的伤亡，其代理第1大队长藤田贞明中尉被击毙，代理第2大队长土界靖男中尉被打伤。敌虽连续发生了大的伤亡，但仍未完成该联队主攻方向上的任务，被守军第3师阻止在大西门外约800公尺的一带地区。
由于久攻不克，黑濑准备自己举着联队军旗，与所剩的人员作最后一次冲杀，于是即令掌旗官将军旗秘密向前移动，这一消息很快传遍了这个人数不多的联队，因而不少人都准备进行这“悲壮的决死一战”。后来黑濑考虑，这样做并不能冲破守军第3师、预10师的坚固阵地，所以在当天的夜间向师团要求，明日由空军配合，再行攻击。
116师团进攻天马山与西禅寺的120联队昼间组织进攻时，在攀登人工断崖过程中，遭到侧方火力的猛射，不少日军在梯子上被击中坠地，以致在攀登地区的陡崖下一片混乱，有一些日军攀登了陡崖，他们在山坡上以轻机枪猛射向前开路，但防守的预10师部队，除以正面、侧方火力对其进行杀伤外，还组织了部分人员出击，首先是一阵手榴弹投向这批敌人，炸烟几乎全部裹住了这些日军。其结果，按该联队之联队长儿玉忠雄大佐的说法是“出现了现代昼间作战少有的悲惨壮烈场面”。
针谷逸郎指挥的218联队，在5日的夜间又对天马山进行攻击，以岛田开大尉之第1大队为先导，当攻击到半山的鞍部时，守军预备第10师从三面向其反击，首先是以连续密集的手榴弹投向敌人，颗颗手榴弹，在夜间连连爆炸时所进发出的闪光犹如火花大会的胜景，这批敌人全被湮没于“胜景”之中，再也没有返回。针谷感到以这种方法继续组织迸攻，会带来更多的伤亡，因而下令停止。
8月5日，在衡阳城西南方向进攻的敌116师团，就这样又被守军将其打退。
在衡阳城南进攻的敌68师团，因作战能力不强，迭遭第10军190师的猛烈反击。在5日这一天该师团虽连连发动进攻，但并无进展。
58师团在体育场及衡阳城北一带发起进攻时，因其当面主要是平地且多水塘。守军第3师在准备战场时，已将部分房屋和障碍物推倒，填平了一些沟、塘和改造了地形，还筑有纵横相连的防御工事和射击暗堡，并设置了多层高低不同类型的铁丝网与人工障碍。
敌毛利末广对在这样地形条件下发动进攻非常慎重，他生怕遭到反击时，部队在平坦地带无法立足，因而他决定，必须做好近迫作业，挖成纵横相连的交通沟与做好射击工事，使部队向前运动时减少伤亡和对付反击；进攻时部队必须按层次进行前后部署，以保持纵深之抵抗能力；两个旅团在一线进攻的4个步兵大队（即每旅团各为两个步兵大队，该师团共为8个步兵大队），其位置必须大致平齐，以便左右相互直接支援。其部署，仍是古贺龙太郎的52旅团在左（北侧）野沟弍彦的51旅团在右，攻击重点为52旅团之正面。
5日傍晚，敌58师团的部队向前运动，并按划定的经始线，向前进行土工作业，至5日的深夜开始发起进攻。
当58师团进行土工作业时，防守的第3师警戒部队已经发觉。当敌发起进攻时，守军即以迫击炮、轻重机枪、步枪等集中火力进行阻止和进行反击，并不住地发射照明弹，以观察敌之行动。经夜间的激战之后，敌左翼之62旅团，攻占了守军在体育场和大池塘边的警戒阵地一部。
在衡阳湘江东岸的第13师团，其65联队已作好于5日夜间24时强渡湘江之准备，但晚间发现湘江内流有石油的奇特现象，实际这是国民党第10军以此来对付敌军渡江。当将这一情况报告到横山勇的司令部时，横山立即想起1943年进攻常德时，其第3师团在渡沅江的进攻中，遭到国民党军向江中注放石油点火燃烧的教训，横山经再三考虑，于晚间21时决定，65联队停止渡江，只对西岸作火力支援。
敌第5航空军在5日这一天，以3个飞行战队支援了横山第11军的进攻。广田一雄少佐的强击机第6飞行战队，在中美空军基本掌握了衡阳地区制空权的情况下，两次飞抵衡阳，以低空偷袭的方式，轰炸了守军的阵地。因中、美空军不时在衡阳及其附近活动，敌飞行员顾虑较多，心情紧张，故投弹多不准确，其中一架被中、美机群击中，因高度很低即在衡阳的东机场迫降，接地面后这架飞机即起火烧毁，直协飞行第44战队、双发轻轰炸机第16战队，这一天也飞抵衡阳进行攻击轰炸。第16战队主要是轰炸衡阳城北和西北地区，以支援58师团进攻。
敌11军于8月4日对衡阳发动第三次总攻时，在衡阳周围的国民党军各部队，奋力向衡阳突进以图解方先觉第10军之围。在衡阳城西北的第79军、在城以西的第100军、在城西南的第62军等，以全力阻止敌40师团向衡阳以西和西南迂回，4日、5日，第62军在衡阳以西的二塘、千公塘、判官冲、雨母山地区，猛烈攻击敌40师团在该地区之234联队，以图打破其包围，向衡阳增援。
此时，敌40师团长青木成一，已接到8月3日定期人事调动的命令，他已被任命为参谋本部付，后任师团长由中国派遣军兵器部长宫川清三中将接替。青木面对国民党军这3个军的进攻，感到师团目前情况严重，因而向11军提出增援的要求，但未得同意。此时与40师团邻近的第13师团长赤鹿理，知青木师团已处于危急状态，因而赤鹿向横山勇建议，由他的师团派出一部，增援40师团户田义直的234联队，但横山勇的答复是：全力进攻衡阳。
至8月5日，敌234联队之伤亡已很大，其第3大队的4个中队之人数，多者尚剩24人，少者1个中队仅剩两人，即第9中队剩17人，第10中队剩24人，第11中队剩11人，第12中队仅剩两人。即使处于这种情况，青木成一仍严令户田义直，绝对禁止后退。
此时，234联队的一线部队，不仅人员已不多，其弹药也极为缺乏，手榴弹已全部用完，最后，该联队集中马夫和机关人员分至各山地的固守地点，用石块进行反击，将62军刚投过来的手榴弹反投回去，以及驱使伪军（和平军）“周部队”至最前线。
敌8月6日的进攻
58师团所属51旅团十一音治郎中佐之独立步兵第93大队，于8月5日22时经与守军第3师约血战半个小时后，突破了小西门守军的阵地进入城内，与其并肩的左侧52旅团之独立步兵第96大队，也同时发动了攻击。至6日5时，敌58师团已突破守军在体育场一带的阵地，而达市区之边沿。在这一带的守军，则以市内已构筑好的各交叉道口、屋顶、楼上、暗堡等工事与火力点进行抵抗，并打通各房屋之墙壁调动部队、搬运物资和进行联络。
116师团之133联队，对七八高地的攻击仍无进展，其第120联队已在5日下午又经数次猛攻后，占领了西禅寺高地。
68师团在这一天的进攻仍无大进展，57旅团屡攻岳屏不克，其旅团长志摩源吉少将前往一线督战时，要士兵们将守军投过来的手榴弹，很快拾起抛回，就在志摩源吉作这项示范时因姿势稍高，突然守军的一颗子弹击穿了他的头部，当即倒地毙命，其旅团指挥，暂由独立步兵第64大队大队长松山圭助代理。15日，即调133联队长黑濑平一少将继任该旅团长。敌11军炮兵队，在蒸水北岸的阵地已被守军侦知其方位距离，并不断向飞临衡阳的中、美空军通报，这天中、美空军的战斗机、轰炸机，集中攻击、轰炸了该敌之重炮兵阵地，以摧毁其兵器和阻止其射击。
敌第5航空军，为减少中、美空军对其威胁，其强击第6战队向榴阳出动时，即派战斗机第48战队以9架“一式（隼）”战斗机进行直接掩护，其直协第44战队这天轰炸了岳屏和天马山，第6、第90轻轰炸战队各以三机，于5日的深夜轰炸了衡阳城并引起大火。
敌8月7日的进攻
敌进攻衡阳以来，这一天的攻势达到了最高潮。方先觉和他的第10军孤立作战已经多日，其时仅靠空投物资来不断地反击敌人。
拂晓以后，敌11军之炮兵队及各师团之炮兵，首先对衡阳城及守军各阵地进行了约两个小时的炮击，随之其第5航空军以战斗机第25战队之11机、48战队之8机，掩护强击机第6战队攻击衡阳，以支援其地面部队，特别是支援已攻入衡阳城第58师团的进攻。
58师团的部队从西北方向突入衡阳城之后，即尽其全力向前推进，而守军亦以全力反击该敌。此时的衡阳城内驻有大批的伤、病人员；分散保存着相当数量的作战物资，第10军司令部亦设于城内。
8月7日11时30分，敌51旅团的独立步兵第93大队占领了小西门地区，接着沿小西门向东经芜阳路攻向江边的中央银行附近，经激烈反复的巷战，该敌于傍晚到达了湘江岸边。58师团的其它部队，在当日晚间亦攻占了衡阳市区的北郊；116师团所配属之218联队，上午由军的重炮兵配合发起进攻，于15时攻占了天马山的守军阵地。116师团所进攻的七八高地，当晚又连续发动攻击仍无效果，在8日天明发动进攻时，守军已主动撤离。
68师团在城南的部队，由独立山炮兵第5联队、湘江东岸石滨勋中佐的山炮兵第19联队、以11军炮兵队的直接支援，11时占领了芭蕉林高地以北的学校地区，并准备攻向回雁寺高地。
在衡阳城南湘江东岸之东阳渡集结的敌13师团一部，正从该地陆续渡至湘江以西，以支援在衡阳西南、以西地区东阳镇、雨母山、二塘进行固守之第40师团。
（八）衡阳保卫战之最后
率领部队英勇抗击敌军达47天的方先觉军长，此时他的第10军已遭到敌远近、多层的围困。这个军从6月28日开始保卫衡阳，并于当天将敌68师团长佐久间为人中将击成重伤。那时衡阳周围的稻田中，处处还是青苗，即端午节的后3天。当这个军因无外援仍连战至8月初而血染衡阳时，周围的稻田，在不意中已呈一片金黄。此时的第10军已战至势衰力竭，余者大部为重伤、重病人员，但仍可作战者尚有数千人，而且西距增援部队仅有15公里。在此情况下该军未进行突围，以保持其力捍长沙、勇战常德、血染衡阳之荣誉，而竟采取了对东方军人来说，是不允许和难以受到原谅的做法——放下武器、停止抵抗。
8月7日晚，该军派出人员至敌116师团、68师团阵地进行了联系。但至116师团的人员，被转介绍至68师团堤三树男的司令部。因堤三树男与岩永汪、毛利末广虽然都是师团长，但资历不同。堤三树男是1910年毕业于陆军士官学校第22期，而岩永汪1912年才毕业于陆军士官学校第24期，毛利末广也比堤三树男的资历浅，是1911年陆军士官学校第23期毕业。日军中的人事制度，非常注重资历。堤三树男虽然刚由旅团长出任师团长，但由于资历上的原因，因而处理这件事，首先得经过他。
8月8日，方先觉与堤三树男在城南的天主教堂内进行了商谈后，守军4个师不久即停止抵抗。衡阳从6月28日以来，昼夜炮声隆隆钢铁呼啸，硝烟迷漫，土石飞扬，空中飞机不断攻击轰炸，地面部队相继冲杀。夜间则是火光烛天，处处仍在杀声四起。激烈的47天作战，守军在烈日下，在暴雨中，昼夜在战壕内，过着半穴居生活。此时城内的房屋大部因炮击、轰炸而倒塌或起火，城外山地的森林树木几乎全被枪弹或炮弹的破片切断。不少池塘在遭到空袭和炮击后，死鱼则遍浮水面。在这次作战中，守军因病及伤亡人数达数万之多，而日军亦因伤、亡与疾病，使近5万人丧失战斗能力，其中近1万人埋尸于衡阳之附近。
日军进入衡阳后，其缴获之武器，计有：重炮、高炮各1门、山炮6门，迫击炮62门，战防炮12门，机关炮12门，重机枪91挺，轻机枪429挺，自动炮7门，步枪3393枝，中型坦克一辆（已损坏），军马61匹。
放下武器的守军官兵共为13306人，其中绝大部分为重伤、重病人员。
衡阳作战前后，日军在太平洋战场、南亚战场，连连失利，稍有头脑的人，包括日本人在内，都已意识到日本的大势已去，其败局已定，因而一些日军的高层领导人（此时东条英机已于7月17日辞去参谋总长、7月22日辞去内阁总理大臣和陆军大臣之职务），为今后留有退路，决定将方先觉等人，送回重庆，方先觉到达重庆休息一段时间之后，蒋介石将军于12月12日接见了他，听取其在衡阳率部与敌苦战之经过，并给予慰勉。不久，方即出任廖耀湘第6军之青年军207师师长。
至1944年的夏季以后，日军在太平洋、在南亚战场，因遭到美军、澳军、英印军、我国在缅甸远征军的打击，相继失利，而连连从我国的关内、关外战场，抽调部队至上述地区，以图挽回颓势。此时的日军士气十分低落，其士兵和军官都已知道，日本已无战胜的希望，而且大祸不久即将临头。
此时新编组的国民党部队，已训练数年，在前方的部队亦轮流调至后方整训，轻武器步枪、轻重机枪并不缺乏，炮兵，以迫击炮为主已形成火力骨干，空军力量已超过了日军。
但此时的国民党军，有相当数量的部队缺乏整体观念和顽强的战斗意志。1944年的许昌之战、洛阳之战、长沙之战、衡阳之战以及后来的桂林之战，守城部队都执行了坚守的防御任务，但外围的部队几乎都未完成预定的阻止敌人和增援的任务，他们有的保存实力、随意撤退、见死不救、置坚守部队于不顾，而被敌各个歼灭。以致固守许昌的吕公良新编29师、坚守洛阳的武庭麟第15军、保卫衡阳的方先觉第10军，与后来防守桂林的贺维珍第31军，都由固守而形成孤立无援，最后只得靠自己所剩的力量组织突围或力竭而被歼。
衡阳之战，出现这样局面，教训颇多。
首先是一直未能打退敌在湘江两侧继续向衡阳增调的部队，这就使固守衡阳的部队逐步陷入困境。
再就是当敌军已明显的向衡阳集结，且无力予以阻止而衡阳之防御体系又遭敌分割的情况下，如以衡阳守军作为机动部队，与外围各军实行机动作战，后果将会不同。
经广西调来之机械化部队，时间既已延迟，而衡阳敌情确已严重，改变原来的计划，另行布置战场，这在战役上也是常有的事。相反如不及时进行新的对策，自然就会陷入被动招致失败。
准备以军事胜利鼓舞国人及同盟国家，这并无不可，但军事本身尚有其特殊性，它是有形和无形力量决赛的结果。如条件不具备，力量不足，往往会适得其反。重大战役的结果，如与预期之目的相反，将直接影响以后之战局。
固守部队由于兵力部署、作战地域、作战准备、作战方法等，自然形成固定任务，然而协同、策应之机动部队，有些竟当成机动任务来执行，向衡阳西方之增援部队，并未按预定计划实施，致使守军一直处于孤立无援之状态。
