日軍一號作戰的凌厲攻勢鋒銳不減。攻取長沙前，日軍即以兩路精兵分別襲裹長沙側後，湘潭、株洲、醴陵相繼失陷。 6月18日，長沙陷落。自此，日軍挾豫鄂戰場胜利之風，僅用20來天時間，就穩穩定住了湘北湘中戰局。以往能守善攻的國軍第20軍、第26軍、第44軍等主力構築的防線一次次被日軍強大的攻勢衝跨。日軍的戰力非但未受到遏制和削弱，反而士氣大漲。日軍這次進攻的波次與力度均大不同於前三次，薛岳的“天輪大法”毫無作用，謀定的所謂“第四次長沙會戰”被打得支離破碎。日軍快速穿越了廣闊的湘北河網地帶、湘中平崗地帶、湘東山岳地帶，主力逐步向湘南地區合圍。抗戰七年，日軍的鐵蹄第一次邁過長沙向南突進。
湘東方面的中國軍隊並未放棄戰鬥。 58軍、37軍、72軍在九嶺山、武功山一帶整頓好部隊，多次主動出擊于萍鄉、醴陵、泗汾、攸縣一帶，與日軍做殊死搏鬥。他們希望佔據這些戰略重鎮，保持戰區的作戰支點，意圖像前三次會戰一樣，逐步恢復對日軍的合圍之勢。 58軍軍長魯道源、72軍軍長傅翼、37軍軍長羅奇、26軍軍長丁治磐、20軍軍長楊漢域、44軍軍長王澤睿等都是久經沙場且長駐湘省的戰將，他們熟知地形與民情，一再督促部隊利用山地攻奪湘東市鎮，與立足未久的日軍反复爭奪。 20軍、44軍兩次配合圍攻醴陵。 58軍、72軍還曾於6月28日收復萍鄉。 7月7日，58軍克復醴陵，72軍攻克泗汾、橫嶺鋪、皇圖嶺。 3日後日軍27師團、34師團以優勢兵力複捲土重來。 58軍72軍皆無力支持，被迫再度撤出醴陵、萍鄉。日軍主力南移後，58軍、72軍又再克萍鄉，繼攻醴陵，試圖斷敵後路，致使日軍27師團又復迴旋，與58軍激戰。 58軍又分兵攻取泗汾、朱亭、石灣等鎮。正因為有了這些進展，軍長魯道源又擇日軍虛弱處的淥口、湖口墟等處迅速部署，連連出擊。 20軍、26軍、44軍則轉入蓮花、攸縣、安仁方面，或阻擊日軍，或珩敵尾擊，與日軍反復周旋。這些在湘中大地上曾創造了三次勝利的國軍精銳部隊，始終還夢想著用先前的打法奪取第四次勝利。因此對湘東戰略支點的爭奪一直持續達兩月之久。有些縣城反复易手。這些支點對日軍側翼形成威脅，國軍將領們盼望著一場大會戰為他們的部隊再續華章。隨著第九戰區長官司令部的急速南撤，這些部隊失去了後方的勤務接濟，失去了大戰役有機緊密的調度指揮，他們的戰鬥已淪為一種零打碎敲的戰術性行動，一種軍人對職責的格守，一種對部隊榮譽的追尋，而在大戰略上已沒有了大的作用。
相反，日軍的一號作戰計劃卻在有條不紊地進行著。它的戰略大後方堅定不移地接近著新的目標。戰略格局並沒有因湘東國軍的苦戰而受到絲毫干擾。軍國這一宏大而精密的作戰機器正開足馬力向既定目標全力推進。對於大後方所連接的數千公里的土地上的中華同胞來說，災難也僅剛剛開始。
就在長沙守衛戰迅速落幕的時刻，日軍沿粵漢鐵路的先鋒部隊已經在轟擊湘南最重要的城市——衡陽的外圍集鎮了。 6月19日，日軍在距衡陽60裡的醫俗河畔與第10軍阻滯敵軍的警戒部隊10軍第3師第8團接上火了。日軍一號作戰最為關鍵的戰役——衡陽保衛戰由此揭開可序幕。
說到這裡，還是讓我們再次感受衡陽地理位置之重要。衡陽位於湘江中游，東鄰株洲，南臨郴洲、永洲，西接邵陽，北界湘潭。是粵漢鐵路和湘桂鐵路的交接點，是日軍打通大陸交通線最重要的一個目標。 ；是南進廣東、西下廣西的必經之路；它還是通往西南的公路網的中心，是連接著西南與東南的樞紐。
衡陽自古就是湘南重鎮，南北交通要衝，歷來為兵家必爭之地。為保衛和占領這座古城，歷史上許多兵家曾在其郊區排兵布陣，爭鋒對峙，相互交戰。三國時期，劉備、關羽、張飛集團就曾與吳國大戰於此。唐末黃巢曾經逐鹿衡陽，在郊區列營扎寨，指揮義軍打開衡州城門。黃巢嶺、紮營寨、點兵町等地名遺留至今，就是歷史最好的證明。宋末方臘軍曾在這裡彎弓飛矢；元末紅巾軍曾在這裡橫戈揮戟；明末大西軍曾在這裡舉旗東征；清代太平軍也曾在此揮師北上；近代南北各派軍閥也以這里為舞台，你方唱罷我登場，打開了拉鋸戰，直殺得天昏地暗，生靈塗炭，民不聊生。衡陽人民真正是多災多難啊！此後，還有著名的國民革命軍北伐和中國工農紅軍長征。
一號作戰前面所打的仗算不算數，全看這一仗的勝敗。勝則通，敗則阻。日本人心中也明明白白，雙方的韌勁、勇氣、底氣、拼力，將在衡陽擰在一起。真正的戰斗在衡陽才開始。而受命守衛衡陽的方先覺更加清清楚楚。有道是：知己知彼，百戰不殆。成敗在此一舉！不成功，便成仁！此時心情複雜的方先覺不由得想起了第二次長沙會戰前一階段時的情景。因為敵情不明，險些敗下陣來。
當時的景況後來被稱為“第9戰區的悲劇”。其時，湘北第37軍陣地已被日軍第3、第4師團攻破。為使第37軍免遭日軍全殲，第九戰區司令部司令長官薛岳令第37軍南撤收容整理。於是，第37軍全線南撤。而日軍則跟踪第37軍向栗橋、福臨鋪、金井進逼。
25日，在蒲塘地區陷入包圍圈的第26軍，在日軍凌厲的攻勢下已經難以招架了。是日夜，拼死向更鼓台、石灣方向突圍。在第9戰區的部隊中，有兩支王牌部隊。這就是素有“泰山軍”之稱的第10軍和以“抗日鐵軍”聞名的第74軍。
第10軍軍長李玉堂，山東廣饒人，黃埔軍校一期生。 1938年夏任第8軍軍長。在武漢會戰的南潯線戰鬥中，因戰功卓著被蔣介石授予華冑勳章。指揮南潯線作戰的薛岳則贈送給第8軍“泰山軍”錦旗一面。 “泰山軍”之名由此而來。第一次長沙會戰後，李玉堂調任第10軍軍長，“泰山軍”之名也隨之被帶到了第10軍。此後，該軍就一直在衡山附近整訓。
第10軍是19日才接到開拔命令的。由於時間緊迫，根本來不及進行充分的作戰準備工作，也沒有對官兵進行必要的戰鬥動員教育，接到命令後，各部便匆匆起程。由於連續日夜行軍，部隊疲憊不堪，許多士兵邊走邊打瞌睡，有的甚至走著走著便倒在路旁睡著了。
22日，第10軍終於趕到金井地區。當晚，第10軍便接替了第37軍第140師在金井及其以北地區的防務。
當時，在金井北面的甕江、浯口一帶都有日軍。但浯口至金井間沒有大道，只有崎嶇的山路，且地形複雜。而沿甕江南下，交通十分便利。因此，第10軍判斷日軍不會從浯口直犯金井，而會從甕江沿大道南下。於是，第10軍以第190師防守甕江至金井間的大道，並將其作為堵擊日軍南犯的重點，而以預備第10師駐守金井西北沿河的村莊。此時方先覺任預10師師長。
由於預備第10師對敵情估計不足，加之缺乏嚴密的戒備，日軍一支騎兵部隊於23日拂曉前，從浯口取道崎嶇小徑直奔金井，對預備第10師進行偷襲。該師駐在金井西北最前沿的一個營，“鼾睡中被日軍突入營舍，亂刀砍殺，猝不及防，受到很大損失，死傷二三百人”；該師其他各部，“不知敵人夜間從何而來，有多少人，陣勢如何，於是在黑夜中盲目抵抗、搜索，亂作一團，師、團、營、連之間，失去聯繫。及到拂曉以後，師長方先覺才把情況弄清，報告軍部”。 23日傍晚，預備第10師前哨發現日軍的騎兵部隊。方師長立即下令全師做好戰鬥準備。次日拂曉，日軍第4師團在飛機的掩護下向預備第10師陣地發起攻擊。戰至午後，日軍改變攻擊方法，以騎兵從正面衝鋒，以步兵從兩側包抄。方先覺見部隊有被合擊的危險，立即下令撤退。金井遂告失陷。
方先覺在戰後談起這次戰鬥時曾說：“敵人此次盡用騎兵，專打我們的指揮機構。我們剛離開第一個指揮所，日軍就搶先把我們第二個指揮所打爛了，破壞了通訊。他們有空軍優勢，偵察情報準確及時，行動迅速，使我們上下失掉聯絡，指揮意圖無法下達，部隊群龍無首，遇有情況無心應戰，一味後退，戰鬥力完全喪失，以致我們這次如此慘敗。”
其時，第190師於23日上午奉命佔領金井西面的古華山東北高地，堵截由浯口取小徑進犯金井的日軍後續部隊。第190師遂兵分兩路向古華山東北方向前進。途中與日軍第3師團先頭部隊打了一場遭遇戰。後奉命北上馳援第37軍第140師作戰。
24日，第190師又奉命返回到福臨舖一帶設防。師長朱岳率部佔領福臨鋪北面之梁家塅陣地，以第568、第569團佔領塅北警戒栗橋之敵；朱岳親率第570團及師直屬隊佔領梁家塅南端之高地。不料，朱岳在率部行進中突遭日軍迂迴的一隊騎兵的側擊，朱岳負傷，副師長陣亡，師部直屬部隊和第570團潰散。不久，另兩個團在日軍的進攻下也向南撤退。
25日，第10軍軍部由金井向西南轉移至孫家橋。傍晚，日軍跟踪而至，第10軍軍部被圍。軍長李玉堂率特務營邊打邊向西北突圍，一直跑到青山鋪，脫離了戰場。
日軍在擊潰預備第10師、第190師後，又集中兵力直撲第3師福臨鋪附近高倉段一線陣地。第3師雖拼死抵抗，無奈日軍兵力過於強大，第3師很快被其分割成數段。戰至26日，師長周慶祥只好令各團突圍。至此，素有“泰山軍”之稱的第10軍全線潰敗。
日軍第11軍司令部在9月22日中午發出向汨羅江南岸攻擊前進的命令後，下午便開始籌劃下一步的作戰指導方針。經過討論，形成這樣一個決定：在擊敗金井附近國民黨軍隊後，應向瀏陽河下游追擊，繼而攻取長沙。
23日，日軍第11軍各師團對第9戰區的第26、第37、第10軍展開全面攻擊。
當天早晨，天空正下著大雨。日軍11軍司令官阿南惟畿在睡夢中被雨聲驚醒。他醒來做的第一件事就是“祈禱上蒼，但願雲開霧散”。因為雨天不利於進攻，特別是對作戰飛機的影響更大。阿南惟畿認為，“今日為決戰日”，“此次會戰，應在今夜至明晨決定大勢”。 24日傍晚，前線陸續發回戰報：日軍各個師團對第26、第37、第10軍的包圍圈業已完成，正在圍殲之中；第3師團已將第140師擊潰，傍晚時從福臨鋪東北方轉入縱隊追擊；第6師團於早晨佔領金井，切斷了國民黨軍的退路；第26軍的無線電台正午仍在蒲塘北方，企圖向東南方逃脫；國民黨軍隊有向長沙撤退的跡象。
那次戰役初期失敗的教訓不可不謂之慘痛！那可是成千上萬的士兵的鮮血和生命換來的呀！方先覺久久地陷在這深深的痛楚之中。