念知长衡会战，又称湖南会战，是抗日战争中的一场重要战役，是豫湘桂会战的第二部分，于1944年5月底至9月初展开。这场会战是抗战史上敌我双方伤亡最多、交战时间最长的城市攻防战。
长衡会战的发生是因为侵华日军为执行“一号作战”计划，打算打通中国大陆交通线，在向豫中发动进攻的同时，集结了10个师团、5个独立旅团及12个特种兵联队、600余架飞机，在第十一军司令官横山勇的指挥下，向长沙、衡阳地区发动进攻。中国第九战区以16个军、46个师约40万人的兵力抗击日军的进攻。
长沙的战斗发生在1944年5月27日至6月18日，在长沙及湘北地区进行，又称为第四次长沙会战。日军在飞机和重炮的支援下，并施放毒气，对长沙城进行了猛烈攻击，守城的第四军顽强抗击后不得不向湘乡、永丰撤退，导致长沙失陷。
随后，日军乘胜南下，进攻衡阳，战斗持续时间从1944年6月19日至9月14日，是在衡阳及湘中地区进行的，又称为衡阳保卫战。中国军队在衡阳外围与日军展开争夺战，时进时退，未能解除衡阳之围。守城的第十军进行了顽强的抵抗，但最终于8月8日军长方先觉下令投降，导致衡阳失陷。
整个长衡会战历时3个多月，据国民政府军令部统计，国军伤亡9万多人，日军伤亡6.6万多人。这场战役是中国军队和侵华日军之间的一场惨烈战斗，也是中国抗战史上伤亡最多、持续时间最长的城市攻防战。
会战背景
1943年秋季，当日军在太平洋战争逐步处于守势后，日军大本营即开始酝酿“通过攻占中国湘桂、粤汉铁路以及京汉铁路南段沿线各主要地区的作战” 。日军的中国派遣军“首先希望迅速瓦解重庆政权，早日解决日华问题，自1944年初起，曾数次向大本营提出进行打通京汉路战役的意见” 。因此，经过日军大本营多番酝酿，于3月10日正式下达了“一号作战计划”，最终确定的作战目的为“击败国民党军，战略并确保湘桂、粤汉及京汉铁路南部沿线的要冲，以摧毁第空军之主要基地，制止敌军空袭帝国本土以及破坏海上交通等企图，同时摧毁重庆政权继续抗战的意图” 。
1944年4月17日夜间，日军华北方面军第12军出动10多万人，乘夜渡过黄河，向平汉铁路南段豫中发起进攻，揭开“一号作战”序幕。日军经过30多天，击溃40多万中国军队，占领了河南全省，打通了平汉铁路。
会战过程
战前部属
• 日军
1944年春，武汉地区日军第11军的主要作战部队共有8个师团又1个旅团，即第3、第13、第34、第39、第40、第58、第68、第116师团及独立混成第17旅团。为了抽出足够的兵力用于打通大陆交通线的第二阶段作战，日本大本营从“华北方面军”调来第27师团、战车第3联队及炮兵4个大队，从第13军调来第64师团，另外调来独立步兵第5、第7、第11、第12旅团，用以接替各师团的警备任务。由于考虑到此次作战可能伤亡较多，为能在作战进行中及时补充减员，日本大本营还为第11军成立了第1、第2、第5、第10野战补充队。同时组建了武汉防卫军，任命国内防卫总司令部总参谋长佐野忠义为防卫军司令官，负责指挥第11军离开后武汉地区的警备部队。
1944年3月上旬，第11军即已拟制出进攻长沙、衡阳的作战计划。但上报后，“中国派遣军”认为指导思想过于消极，不符合大本营及派遣军的战略企图。由于第11军负责作战的高级参谋坚持己见，不肯修改计划，因而派遣军将其撤换，改调关东军第1方面军负责作战的高级参谋岛贯武治为第11军高级参谋。岛贯根据派遣军的意图，于4月间重新拟制了计划，预定使用自“七七”事变以来对1个地区进攻最多的兵力-8个师团。计划以5个师团为第一线兵团，分3路沿湘江两岸南下进攻长沙、衡阳：中路2个师团，沿岳阳至衡阳铁路及其以东地区南进；东路2个师团，在平江、浏阳、萍乡、茶陵山区进行左翼迂回；西路1个师团，由南县渡过洞庭湖，在湘江以西的沅江、益阳、宁乡、湘乡南进，进行右翼迂回。进至长沙、浏阳、宁乡一线时，第二线的两个师团投入战斗；到达桂林东北地区时，再作阶段性的休整。
上述计划经“中国派遣军”批准，指示第11军集中全力进行参战部队的作战组织及准备，并将此计划转给负有配合策应任务的第13军（驻上海）、第23军（驻广州）和第5航空军。
4月25日，第23军作战主任参谋高桥晃至汉口，与第11军商谈协同问题。第23军预定：6月下旬以第22师团的1个联队在北江的西岸实施作战，以策应第11军作战；从7月下旬起，以第104、第22师团、独立混成第22旅团向梧州方面作战；至9月初向柳州攻击。
日军第13军为牵制第三战区兵力以策应第11军作战，预定以第70师团从金华向西沿浙赣路进攻衢州地区。第5航空军预定以第1飞行团（辖6个飞行战队、2个飞行中队）协同第11军及第23军作战。其任务是：歼灭桂林以东的中、美空军，主力直接支援第11军作战，一部支援第23军作战，并警戒和阻止美空军空袭日本本土。
• 第九战区
日军发动豫中会战后，军事委员会判断日军打通平汉路后必续向粤汉路进攻，当即令第九战区“积极准备，勿为日军所乘，以粉碎其企图”。随着日军第11军向崇阳、岳阳、华容地区的集结，军事委员会认为日军开始南犯的日期“当在不远”，遂于5月28日电令第九战区薛岳“准备决战” 。5月29日，军事委员会又电令直辖各军归第九战区薛岳指挥，参加作战。5月31日，军事委员会电令第三、第六两战区各转用1军参加作战。
依据军事委员会的电令，第九战区决心在湘江东岸新墙河、汨罗江、捞刀河、浏阳河、渌水之间，在湘江西岸资水、沩水、涟水之间节节阻击、消耗敌人，控制主力于两翼，在渌水、涟水北岸地区与日军决战。
为此，由赣北抽调第58军、第72军及新3军的第183师，请从第三战区抽调第26军，从第六战区抽调第73、第74、第79、第100军，从第四战区抽调第46军，从第七战区抽调第62军，与原在湘北长沙、衡阳及滨湖地区的第20、第37、第44、第99、第4、第10各军合力参加渌水、涟水以北地区的决战。
会战开始之前，第九战区各部队所在位置为：
1.赣北方面：第1集团军以赣保第9团及新3军的新12师、第183师及第1挺进纵队（附赣保第4团），任梁家渡，市汊街跨赣江，亘松湖街、高安、奉新、东堡之线警备；第58军的新10师及赣保第3团控置樟树、清江，新11师控置分宜。
2.鄂南方面：第30集团军以第72军的第34师、鄂警第14大队、第3挺进纵队之一部及新13师，任大港、武宁、留嘴桥、九宫山、塘口、通城、麦市、九岭、保定关之线警备，以新15师控置于修水附近。
3.湘北方面：第27集团军以第4挺进纵队、第20军、第13师1个团及新20师，任黄崖市、杨林街、新墙、八仙渡、鹿角之线警备，以第133师控置长乐街附近。
4.湘西方面：第99军以第99师及第92师担任营田、湘阴、芦林潭、沅江南嘴小港、汉寿之线警备。
5.战区直辖部队：第37军一部任汨罗江警备，主力集结于瓮江铺、浯口地区；第4军集结长沙地区，并任长沙警备；第44军集结浏阳地区；暂2军集结株洲、渌口地区；第10军集结衡山、衡阳间地区。
作战经过
1944年5月23日，日军第11军指挥所从汉口推进至蒲圻。25日，参加进攻作战的各部队已先后到达进攻出发地位：第40师团位于石首、华容地区，第116师团位于岳阳南的新开塘地区，第68师团位于岳阳东的临湘、西塘地区，第3师团位于崇阳、洪下附近，第13师团位于崇阳东的白霓桥地区，第34师团的第218联队（针支队）位于岳阳东北城陵矶。第二线的第34师团位于蒲圻南面的白石铺、花亭桥一带，第58师团位于监利、郝穴地区，第27师团位于蒲圻北沿铁路两侧。右侧掩护部队独立步兵第5旅团的3个大队，分别位于弥陀寺、黄金口、闸口，独立混成第17旅团的2个步兵大队位于杨林市、甘家场，第116师团的109联队位于藕池口。
5月25日、26日，日军第1飞行团空袭长沙，并与中、美空军在荆门上空进行了空战。
5月27日，日军第一线5个师团开始分3路向第九战区崇阳迄公安、南县一带发起全线总攻：东路第3、第13师团于5时首先向守军第30集团军第27军阵地进攻；中路第116师团（欠1个联队）、第68师团于21时至24时强渡新墙河，向守军第27集团军第20军阵地进攻；西路第40师团、第116师团的第109联队、独立混成第17旅团的2个大队以及独立步兵第5旅团以3个大队编成的野地支队均于24时向松滋河东岸守军第99军第92师前进阵地进攻。第34师团第218联队（针支队）于20时，在海军支援及前导下搭乘170余艘小艇由岳阳南航进入洞庭湖中。迄28日零时，日军第一线部队全部投入战斗。
• 长沙及湘北地区战斗
日军发动总攻后，迅速突破守军第一线阵地，强渡过新墙河，向纵深攻击前进。战斗至6月1日，东路日军第3、第13师团先后攻占通城、麦市、南江、龙门驿及平江；守军新13师撤退至南江以东的幕阜山区，第20军转移至平江以南祖师岩附近收容整理。中路日军第116师团（欠1个联队）及第68师团相继攻占杨林街、黄沙街、关王桥，进至汨罗江北岸，乘汽艇南下的第218联队则越过汨罗江，攻占归义；守军第20军退守汨罗江南岸，第37军留一部兵力防守汨罗江阵地，主力南撤至上杉市。西路日军第40师团及独立混成第17旅团一部、独立步兵第5旅团主力先后攻占南县、安乡、三仙湖市，进至赤山半岛；守军第100军的第63师及第99军的第92师（此时尚属第六战区）被迫西撤。
6月2日，军事委员会致电第九战区：“饬薛长官转各总司令、各军、师长，上下一致，争取最后胜利。并规定凡命令固守地点，不得擅自撤退，违者照连坐法治处。”薛岳准备以第92师、第99师、第77师、第162师分别固守沅江、湘阴、益阳、三姐桥。军事委员会则令“固守长沙（岳麓山）、浏阳、衡阳三要地” 。同日，日军第11军也下令命各师团对汨罗江以南的守军第37军、第99军进行包围击歼，并向捞刀河前进，同时将第二线兵团的第34师团和第58师团投入战斗。日军各师团稍加整顿，即按照军的命令开始行动。
第九战区见浏阳方面情况紧急，急令第183师于6日到达桐木（浏阳东南约30公里），令第26军星夜兼程至萍乡，策应浏阳、醴陵方面和作战。但防守右翼的第37军仅实施轻微的抵抗，即逐步后撤至浏阳以东山区；防守左翼的第99军则仍据守着湘江两侧的青山、乔口、靖港、兰溪、营田、湘阴、樟树等据点，顽强抗击日军。日军第11军遂下令命西路日军及中路日军围歼第99军。
军事委员会为增强湘江以西的防守能力，于6月4日令第六战区的第24集团军归第九战区指挥。战斗至6月8日，西路日军第40师团攻占沅江后又攻占花湖口，迫近白马寺；守军第92师及第99军军部撤至沩水南岸。中路日军第116师团及第68师团均已突破汨罗江防线，进至捞刀河北岸的水渡河、春华山地区；守军第99师撤至三姐桥附近山区；在第116师团西侧新加入战斗的第34师团突破守军的神鼎山、新开市阵地后，到达捞刀河北岸的桥头；在第116师团与第68师团之间新投入战斗的第58师团的主力进至汨罗江以南栗山港附近，其52旅团则西进攻占了湘阴。此时，东路日军第3师团及第13师团已分别进至浏阳西北的相公寺及浏阳以东的蒋家埠附近。
当日军即将进抵捞刀河北岸时，第11军即已开始作进攻长沙的部署。鉴于此前进攻长沙的教训，这次进攻极为谨慎，早在会战开始之前即已确定由第58师团进攻长沙，并预先进行了攻坚战术、战斗的特别训练；预定进攻岳麓山的第34师团也预先进行了各兵种协同山地攻坚战的特别训练。为保障该两师团进攻长沙时的侧背安全，还计划令其东西两路的部队先期分向浏阳、宁乡进出，使长沙陷于孤立，尔后再将该两师团投入攻击。6月7日夜下达了如下先攻占长沙两侧的宁乡、浏阳，再进攻长沙的作战命令，日军各部队按照命令开始调整态势，西路第40师团则积极向益阳逼近。
中国军事委员会于6月9日令刚到达桃江镇附近的第24集团军加入战斗。因日军已迫抵资水，益阳危急，第九战区令第24集团军速向益阳、宁乡前进。6月10日，日军开始围攻益阳，王耀武令第100军驰援。第100军于12日拂晓进抵益阳附近，但此时益阳守军第77师已因伤亡过众于11日夜突围撤走。第100军的第19师并不知守军已撤，于12日拂晓向益阳外围日军进攻。经激战后，日军主力转向宁乡进攻，第19师于14日收复益阳，将城防再交第77师，第19师尾随日军，南下宁乡。
日军第40师团由益阳进攻宁乡时，遭到守军第73、第79军的坚强抗击。第九战区为策应宁乡之战，令第99军转移至宁乡东南的金马桥附近作为机动部队，准备适时侧击进攻宁乡的日军。守备宁乡的部队是配属第73军的第58师。日军突破外围阵地后猛攻宁乡城于6月15日晨突入城内。两军展开激烈巷战。经反复肉搏，迄18日，守军仅余200余人，仍据守核心阵地。19日凌晨，日军第40师团转向湘乡进攻，由益阳尾追日军的第19师进入城中，与58师残部会合。
东路日军于6月8日接到军的命令后稍事整顿，于10日开始向浏阳实施夹攻，第3师团突破高开桥阵地由西、北面向城垣攻击。第13师团以一部经古港，从东面进攻城垣，主力迂回至浏阳城南。激战至14日上午，第44军守城部队突围，日军占领浏阳。
中路日军第116、第68师团分别从汨水渡河，在春华山附近强渡捞刀河，击退守卫长沙的第4军警戒部队，于14日进抵株洲及其东南的石亭附近。守军暂7师退守渌水南岸。此时日军第34师团已渡过湘江，进抵岳麓山东、北两面，第58师团已进至长沙东面。
6月16日，日军在航空兵直接支援下，对岳麓山及长沙市发动总攻，第34师团当天攻占了岳麓山东、西的虎形山和牛形山。黄昏时，日军第58师团突破第59师修械所阵地，59师撤守妙高峰、天心阁核心地带。
6月17日晨，日军在航空兵掩护下向天心阁和桃花山阵地猛攻，并施放大量喷嚏性毒气。双方死伤均极众。岳麓山方面，日军第68师团的第58旅团由第34师团右翼迂回至守军第90师左翼，猛攻燕子山阵地，第90师的第268团损伤过半，形势极为严峻。第4军决定将军主力增援岳麓山，令第59师及第102师各留1个团继续防守长沙市，其余部队于入夜时渡湘江转移至岳麓山。渡河仓促，坠江溺毙者，不下千余，加上日军在牛形山及其东面以猛烈火力侧击半渡的部队，致死伤更众。后续渡河部队被迫折返东岸。18日晨，渡河部队到达湘江西岸时，岳麓山核心阵地已失，被迫退出岳麓山。其后复被尾击，直溃退至邵阳。留于长沙的2个团，在日军猛攻下更无法支持，一部千余，由北门冲出东山，沿途与日军战斗，退至茶陵归27集团军欧副总部收容、指挥，长沙遂于18日15时被日军占领。
“中国派遣军”为了策应第11军作战，在日军进攻长沙期间令第13军派驻杭州的第70师团从金华进攻衢州，以牵制第三战区的部队向湖南调动。6月10日第70师团沿铁路两侧攻击前进，12日攻占龙游，以后即遭到守军第26、第79师的坚强抵抗。第105、第145、第146师亦投入反击。但在日军驻金华的独立步兵第104大队来援后，守军退守衢州城。6月26日4时40分，日军开始攻城，5时15分突入城中。守军撤退至衢江，因船不足，大部泅渡，遭追击日军火力集袭，伤亡甚大。日军仅1个师团，深入拥有3个集团军的第三战区80公里。第三战区作战17日，不仅未能围歼日军，也未能阻止日军，反而损失1000余人。日军占领衢州后，认为牵制任务已经完成，于27日开始撤回金华。
• 衡阳及湘中地区战斗
日军第11军在开始向长沙发起总攻的6月16日即向各部队下达了在第九战区失守长沙、宁乡等地后，乘其混乱、尚未组织起新的防御体系之前迅速突进攻占衡阳的命令，因而预定用以攻击衡阳的第68师团及第116师团在长沙尚在激战之际即渡过浏阳河南下，在长沙弃守时已进至株洲及其以东的清江铺地区，尔后准备沿湘江两岸向南快速推进，直趋衡阳。东路日军第3师团及第13师团占领浏阳后即继续向醴陵、萍乡前进，并准备向攸县、安仁、耒阳（耒县）推进。湘江西岸的西路日军第40师团于19日攻占宁乡后亦继续南下湘乡，并准备向衡阳以西的永丰、渣江前进，与东路日军遥相呼应。
长沙失守后，军事委员会为保卫衡阳、阻敌深入，于6月20日对第九战区下达了作战命令。
日军通过空中、地面侦察，根据中国军队的集结、调动情况，再结合以往的一贯战法，大致上已判断出军事委员会集中兵力分由东、西两面实施夹击的战役企图，遂令东、西两路日军集结兵力，加强对醴陵、宁乡方面的作战，以掩护中路日军进攻衡阳。
东路日军第13师团于6月20日占领醴陵后，仅以一部兵力继续南下。而以主力向东进攻准备实施夹击的中国军队，在刘公庙附近重创第26军，并迫使第58、第72军向东撤退，于22日占领了萍乡。日军第3师团亦于萍乡以北地区击溃了第58军。军事委员会计划的反击作战已无法实现。
西路日军第40师团于19日攻占宁乡后即全军南下，在湘乡以北击退第73、第74军，于22日攻占湘乡。守军新23师（附第92师1个营）退守石狮江、三枣。与此同时，中路日军第116师团的第133联队，亦向东进攻，配合第40师团，在湘乡东南的东台山一带击退守军第32师。至此，第40师团即暂停南进，集结兵力准备与由西北南下的第24集团军作战。
中路日军第116师团和第68师团在日军总攻长沙之前，即已于6月13日和16日分别轻易地占领了株洲及清江铺。守军暂2军退守渌水南岸。配属第116师团的第68师团第133联队则西进，占领了湘潭。守军新23师退至涟水以南，转移到东台山一带。6月19日，第116师团（附第68师团的第57旅团）由株洲附近西渡湘江，分两路各沿湘江西岸及易俗河向衡阳前进；第68师团（欠第57旅团）由石亭附近渡过渌水，击退暂2军后沿湘江东岸向衡阳急进。第68师团于23日即已突抵泉溪市附近，并渡过耒河，击退暂54师的警戒部队。24日傍晚，以一部西进，进攻五马槽衡阳外围阵地，主力经赤水塘西渡湘江，向衡阳以南迂回。迄27日，日军第116师团进至衡阳城西郊，突破守军第3师阵地，逼抵瓦子坪、虎形山主阵地前；第68师团一部突破五马槽第190师前进阵地和冯家冲主阵地，并攻占了飞机场；主力则突破衡阳城南黄花岭、欧家町预10师的警戒阵地，进至铁路线预10师的主阵地前。至此，衡阳已处于日军的三面包围之中。
衡阳位于湘江中游，系粤汉铁路和湘桂铁路的交会点，是第九战区的重要战略基地之一。该城东端紧临湘水西岸。防守衡阳的部队为第10军，下辖第3师、第190师及预10师。第190师及暂54师原在湘江以东，日军第68师团独立第64大队攻占湘江东飞机场，将190师及暂54师从中间割断后，第10军为集中兵力、缩短防线，于26日夜将该两师调回湘江西岸衡阳市区。其中第190师是后调师，仅有1个第570团是个完整的团，其余各部均仅有干部；第3师有1个团尚在衡山附近。另外还配属有暂54师（欠2个团）及48师的战防炮营、第46军的1个山炮连和第74军的野炮营。此时在衡阳的防御部署是：第3师防守衡阳西北部，预10师防守衡阳西郊，第190师防守衡阳南郊，暂54师防守衡阳北郊。
6月27日夜，日军完成了攻城的准备。
6月28日拂晓，日军发起总攻。守军各部队在炮火支援下坚守阵地，并不时予以反击。激战终日，日军毫无进展。第68师团师团长佐久间为人及其参谋长原田贞三郎等被炮击负重伤，由第116师团师团长岩永汪统一指挥两师团。29日日军仍毫无进展。岩永汪将衡阳以西四塘附近担任侧背警戒的第133联队投入战斗，与炮兵第122联队协同，企图于7月1日进攻城西坚固据点张家山。激战至7月2日，除主攻方向上经多次反复争夺的张家山被日军第133联队攻占外，其他方面的守军均击退日军的多次进攻，守住了阵地。
由于守军的抗击，日军连续猛攻5日，损耗了大量人员和弹药，仅推进了1000米。第11军为补充弹药和休整战力，决定于7月2日夜暂停进攻，预定7月11日再重新发起进攻。
守军为增强防守力量，乘日军暂停攻击之机，调第3师留置衡山附近的第8团归建。该团于5日8时许从何家塘、望家坳间突破日军包围圈，冲入城中。由于日军主攻方向始终保持于城西南郊，守军为加强该方面的防守、彻底形成重点，重新调整了部署：令第3师（欠第7团）南移占领天马山、岳屏山、接龙山、五桂岭高地，建立第二线阵地；第3师所遗城西北防务，除易赖庙的前街及青山街、杨林庙主阵地仍由第7团防守外，其余均交由第190师接替；湘江西岸的警戒，以铁炉门为界，以南由暂54师负责，以北由第190师负责。
中路日军进攻衡阳期间，东路日军第3、第13师团连续攻占攸县、安仁、进抵耒阳；西路日军第40师团亦已攻占衡阳西北仅35公里的渣江，衡阳守军已完全陷于孤立。但在西路日军后方，守军第30集团军曾实施反击，6月28日收复萍乡，7月4日进攻醴陵，几乎全歼日军骑兵第3联队。日军第27师团等部队前来增援，于10日又夺占醴陵。
日军第68、第116师团经休整补充及加强炮兵后，于7月11日上午开始第二次攻击。此时第68师团已由堤三树男接任师团长。第116师团的120联队在其飞行第44战队、野炮兵第122联队及独立野炮第2联队掩护下，向城西南预10师第一线阵地要点虎形山发起猛攻。激战至12日9时，守军伤亡重大，阵地为日军突破。第3师抽出1个营增援反击，经白刃战后，营长阵亡，士兵死伤四分之三，未能收复阵地，退守西禅寺。激战至15日，第一线阵地多处被突破，第二线增援部队经反复争夺，又收复一些要点，两线阵地犬牙交错，战斗极为激烈。第10军为加强城西南的防御纵深，又令第190师在接龙山、雁峰寺、中正堂一带建立第三线阵地。迄16日，第一线阵地枫树山、军舰高地等俱为日军突破。第10军遂将第一线阵地全部放弃，以第3师及预10师残部合力防守第二线阵地。此时，城西郊日军第57旅团亦已推进至距小西门不足1000米之处。由于守军防御正面缩小，所以人员伤亡虽众，防守强度和火力密度却减少甚微。7月17日、18日，日军进攻势头下降。经连日激战，日军主攻方向上的第116师团第120联队联队长和尔基隆大佐及第133联队的3个大队长相继被打死，每大队所余兵力不足100人，而且弹药已严重不足，攻坚战斗已难以为继。日军第11军不得已再次下令于19日起暂停攻击。
军事委员会虽早在日军围攻衡阳之前即已令王陵基指挥第72、第58、第26军，杨森指挥第20、第44军，欧震指挥第37军、暂2军，王耀武指挥第73、第79、第99、第100军等夹击日军，后又数次电令各兵团“乘敌后空虚，击破进犯之敌”和“扫荡当面敌人”，令李玉堂、王耀武“速解衡阳之围”，但衡阳外围各兵团在东、西两路日军的阻击下有时连守都守不住，被迫不断后撤，当然更无力击歼两路日军、解衡阳之围了。
由于湘江以东各军散处日军侧后，距衡阳尚远，而第62军已迫近衡阳，因而军事委员会于7月22日电令第九战区集中湘江以西部队向进攻衡阳的日军攻击。23日，军事委员会又电令李玉堂“即日进驻62军军部，直接督促”。
军事委员会的电令（包括以前的多次电报）均被日军情报人员破译，因而日军对第九战区各部队的行动非常清楚。这次获得情报后，当即将电令内容通知各师团，并令第40师团占领衡阳西南、正西和西北约10至15公里处的七里山、两母山、二塘、城口墟、板桥、狭山冲一线阵地，堵截、阻击由西方来援的中国军队。同时令第57旅团归还第68师团建制，令第109联队归还第116师团建制，以便于指挥。
第62军一度突进至火车西站，但在日军第40师团的反击下，伤亡甚大，且弹药告罄，被迫撤退至盘右岭附近收容整理。第79、第74军主力及第100军之第319师亦被阻止于日军第40师团的堵截线之外。
7月29日，日军第11军确知专为补给衡阳地区的辎重车队预定8月4日前后可到达衡阳附近，部队也经过调整，遂于当日下达了攻击命令：确定8月4日开始第三次攻击，除令第68、第116师团仍担任主攻任务、于8月4日向岳屏山方向攻击外，另令第58师团于8月5日向衡阳西北方向攻击，令第13师团以一部兵力在湘江东岸以火力支援湘江以西的作战。
7月27日及8月2日，中国空军两次空投蒋介石的手令，鼓励第10军坚守衡阳待援。8月2日，第62军及第100军确已到达三塘、两母山地区，第74军亦已到达佘田桥、新桥，第79军到达望城坳附近，与日军第40师团激战。第62军在进攻二塘、两母山时与日军第234联队进行了白刃战，予该联队以歼灭性打击。但由于第62军等在战斗中伤亡亦众，始终未能歼灭依托工事坚守阵地的日军残部，被阻于日军堵截线之外，未能与衡阳守军会合。在此期间的外围各兵团，除第24集团军遵照军事委员会的命令积极向湘江以西进攻衡阳的日军进攻外，湘江以东的第九战区各军没有进行积极有力的进攻。
8月4日，日军第68、第116师团对衡阳第3师及预10师阵地发起总攻。5日，第58师团（从长沙增援到来）由衡阳西北投入战斗，猛攻第190师阵地。激战至6日拂晓，第190师退守小西门及其以北的城垣。当日夜，日军第58师团一部从城西北角突入城内，西南方面岳屏山、天马山等阵地亦为日军第116师团突破。7日6时起，日军集中炮火先对守军进行了约2小时的炮火准备，尔后发起冲击。守军阵地大都被毁，官兵伤亡惨重，五桂山、接龙山等阵地先后失守。但第3师及预10师的官兵仍顽强抵抗。
8月7日夜，第10军军长方先觉派参谋长孙鸣全与日军联系投降事宜；8日晨，方先觉率其第3师师长周庆祥、第190师师长容有略、预10师师长葛先才、暂54师师长饶少伟及副官处处长孙广宽在城南天主堂与日军第68师团师团长堤三树男会见，正式缴械投降。据日军记载，缴械的官兵共13306人（大部为伤病员，能战斗者约4000人）。此时，不愿投敌的部分官兵“仍在城内进行抵抗”。由第四战区抽调来援的第46军等已进抵距衡阳8公里的二塘。
衡阳失守后，第九战区以一部兵力在衡阳以西攻袭日军，主力撤至洪桥一带。日军经休整、补充后，9月1日开始进攻：第3、第13、第40、第58师团向零陵、全县，第116、第37师团向邵阳进攻。守军第37军在常宁进行了较顽强的抵抗；第79、第62军在白鹤铺、大营市一带，第74、第100军在渣江、永丰一带，稍事抵抗后再次后撤。日军于9月5日攻占祁阳，7日攻占零陵，13日占道县，14日不战而占领筑有坚固国防工事的全县。至此，长衡会战结束。
战果统计
长衡会战过程中，直接协助第九战区作战的中国空军的中美空军混合团基本上掌握了战场上空的制空权，迫使日军航空兵及地面部队的大规模行动多在黄昏后和黎明前进行。据国民政府军事委员会统计，自1944年5月27日至9月6日间，中美空军混合团共出动飞机667批，其中驱逐机（战斗机）出动3416架次，轰炸机出动248架次，计击落日机66架，地面炸毁58架、炸伤10架，另击毁各种车辆521辆、木船1360只。据日军统计，仅7、8两月中美空军混合团就出动427批、2752架次。
后初期，国民政府统计中国军队伤亡90577人，日军伤亡66809人；但1989年中国国民党当局所编《抗日战史》则不记载双方伤亡损耗的数字。日军第11军统计，至衡阳失守时，中国军队阵亡66468人，被俘22460人，被缴获的武器约为10个师的装备。从会战开始至7月20日，日军战死3860人，战伤8327人，病7099人，总计伤亡减员19286人。但日军估计至8月中旬伤亡人数当达到4万至5万人，是一次失败的战役。
兵力对比
湖南会战历时三个多月，双方参战人数，国军先后投入16个军，40多个师，约35－38万人；日军先后投入10个师团，约25－28万人。
战役结果
这次会战虽然给日军以一定的打击，但从战役整体看，第九战区不仅未能打破日军攻取长沙、衡阳，进而控制粤汉、湘桂铁路线的战略企图，而且损耗了自己大量的有生力量和武器装备，丢掉了大片的阵地，是一次失败的战役。
失败原因
会战失败的根本原因和豫中会战一样，是由于高级将领抗战消极，企图保存实力以及军队腐败。衡阳坚守40余日，虽经一再电促外围部队前往解围，但除第62军及第100军、第79军先后进至衡阳郊区或外围外，其他部队均未到达衡阳附近。特别是湘江以东的各军，根本没有向衡阳方面作出任何积极的行动，一直徘徊于东路日军以东的萍乡至茶陵以东地区。即使受命进攻，也只是进行了一些“无关痛痒之攻击”。从当时有关的报告中可窥见中国军队的一般。
至于作战指导方面导致失败的直接原因，也仍然是国民政府多数军队内部矛盾形成的难以克服的一些老问题。在这次战役中表现较为突出的有两点：部署欠当，兵力分散。部队互不协同，逐次使用兵力。这一错误导致贻失战机，且遭各个击破。
