從6月28日到7月2日，是日軍第一次總攻的關鍵期。日軍連續五晝夜的全面進攻中，除了黃昏、拂曉和午時這三個時段，戰況稍微沉寂停頓一二小時外，其餘時間，由於日軍無休止的進攻，雙方也就無休止地戰鬥，進行昏天黑地慘烈無比的生死大搏殺。
雙方好像約定好似的，你來我往，按部就班，例行戰鬥。
日軍的進攻“三部曲”是：先以空軍飛機轟炸，繼之以炮火和毒氣襲擊，待國軍陣地官兵處於半癱瘓狀態時，其步兵方發起猛烈衝鋒。運動與火力的配合，步炮空各軍兵種的協調，就像在進行日常的戰鬥演習。一動一靜，幾乎與步兵操典、野戰教程原則一模一樣。
對於日軍的“三板斧”，國軍則針鋒相對：當日軍飛機空襲和炮火轟擊時，國軍官兵都躲在防砲洞、散兵坑和掩蔽部裡隱蔽待命，以避免過早發生重大的傷亡；待日軍進至距我陣地近前，日軍炮火為避免炮火傷其步兵而延伸至國軍陣地後方時，國軍官兵開始從各種隱蔽處露出頭來，配合陣地前各種障礙物，發揮側射與曲射火力，將日軍殲滅於陣地前。即令日軍已經突入國軍陣地內。國軍官兵合力用刺刀反沖鋒，拼死將日軍擊滅於陣地之中。
兩軍如此針鋒對麥芒，血肉相拼，往來搏殺，竟使得源遠流長，工商繁榮，錦繡富庶的衡陽古城，變成了古今罕見的大屠場。直殺得天昏地暗，日月無光，屍橫遍野，血流成河。
由於日軍無休止的進攻。國軍前線各處紛紛告急。
南郊江西會館外新街與五桂嶺南端陣地，28日、29日連續遭到攻擊，先後都曾經被一部分日軍突入。經國軍預備第10師28團第3營營長李若棟少校親自指揮預備隊連反沖鋒，均將日軍擊退。該營陣地內和障礙物前日軍遺屍300具以上。
李營長左腿負傷被後送醫院，由副營長翟玉崗少校升任營長。
南郊141高地與楓樹山陣地，為28團第1營和第2營所據守。最初的兩日之日軍進攻，均為國軍輕重火器火力擊滅於障礙物之一線。
6月30日至7月2日，141高地曾三度被日軍侵入。 28團第1營營長趙先民少校先後使用兩個連的預備隊，輪番上陣，猛烈反攻，終於消滅日軍一個大隊1000人以上的人槍。雖然暫時保持了營陣地的完整該營亦傷亡過半。陣地前的障礙物也被破壞殆盡。
南郊湘桂鐵路機修廠及其西側高地，為國軍30團3營據守。在楓樹山和張家山兩大據點的強大火力交叉掩護下，日軍白天行動困難，於是改在晚間進行連續進攻，結果大部被擊斃。 7月1日夜，機修廠曾一度被200餘日軍突入。 3營營長周國相少校親率預備隊連反沖擊，終於在天亮前將日軍大部殲滅。少數日軍佔據民宅，負隅頑抗，直到午後方才肅清。該營傷亡甚大，形勢危急。
南郊張家山是確保衡陽西南的重要防線之關鍵所在。負責這一帶防守的預備第10師師長葛先才少將一直呆在五顯廟師指揮所裡。此指揮所距離張家山主陣地僅700米，距離肖家山30團團指揮所僅300米，目力所及，全師各陣地盡入眼中。他必須密切調配兵力，相互支援，確保張家山陣地萬無一失。但他自身亦置於日軍狙擊手的火力範圍之內。當時，日軍的三八大蓋有效射程為2000米，1000米以內為最大的殺傷效果區。參謀人員都勸他應將指揮所設在城內。但他堅決拒絕。開玩笑說：能打死我的阻擊手還在他娘肚子裡沒有出生哩！
葛先才見前沿吃緊，立即命令手中的預備隊——師直屬的工兵連和搜索連先期埋伏在張家山側後，自己卻率參謀和衛兵更推進到肖家山前線指揮。
日軍抱著勢在必得的瘋狂勁猛撲上來。對轟蹋炸毀的第10軍陣地一股肆虐的心態，當遭到驟雨般的阻擊後，絲毫不為所動，仍然狂熱地往前衝，前仆後繼，好像一群全無頭腦的提線木偶。
相反的是第10軍的守勢卻冷了下來。英勇的第10軍將士在如此殘酷劇烈的戰鬥中，卻沉溺到了一種非常冷靜的情緒之中，他們沉著應戰，鎮定自如。一個射手倒下，另一個射手馬上接替上去；重火器的掃射一刻也不停頓間斷，側射與交叉射擊的節點和銜接密絲嚴縫，得體而恰當。這使日軍的狂熱進攻和第10軍冷靜的防御風格成為一對攻守相宜的絕妙搭配。這一對對手就這樣磨合成功了。這也成就了一次世界戰爭奇觀。
第10軍的整體作戰心態愈發像一個心有成竹成熟穩重的守株待兔的獵手，不聲不響，耐心等待，整合有序，疏密相間，有什麼樣的進攻就有什麼樣的防守方式來應對。
先是第10軍將士們沉默下來，不大聲言地射擊、投彈、拼殺。一向善於吶喊的日軍士兵也好像很快受到感染，悄然無聲地往上沖，往上摸。只有日軍指揮官還在炸雷般的狂喊亂叫著，嘶罵著。待第10軍指揮官駁殼槍一響，槍彈像飛蝗般飛來，日軍就像割草一樣倒下。他們常年訓練時的吶喊意識如夢初醒，在10軍陣前喊成一片……
日本人的總攻持續到第4天，他們的銳氣衰減了。他們被守軍的冷靜所牽引，所迷惑，所負氣，炮轟之後，一聲不吭地往上沖。觀戰的日本軍指揮官驚訝地看著自己部隊這種不合常規的行動，在張家山、五桂嶺，虎形巢等陣前，衝鋒的日軍部隊都變成了啞巴，變得偷偷摸摸，小心翼翼，進攻者的勇氣先自消減了一大半。
守軍的陣地就像一隻沉默著的巨獸，它默默注視著，注視著。日軍跨過壕溝，踏倒觸網，推垮木柵……此時對方還是默不作聲，沉默有時真是一種可以摧毀人的精神力量。
日軍在急切地盼望對方開火，好在這一剎那間振奮起衝鋒的豪情和硬氣。 500米，200米，100米，距離在難熬中逐漸縮短，但對方就是不開火，彷彿又回到了冷兵器時代，直到看到對方戰士冷森森的眼神，冷森森的槍口……日本兵心幟動搖了，膽怯起來。
在這個沉默的過程中，日軍慣於拼刺的精神委頓了，平時的操典訓練陌生了，面對面的是人的性格、人的禀賦、人的祖國意識、民族精神，都在這種比試、較量的過程中，分出了強弱、優劣。也就在日本兵被這一切所震懾的時候，第10軍指揮官的駁殼槍響了……槍彈、手榴彈的怒火，迸發出一股駭人的力量，排山倒海，洪濤烈焰般撲向日軍。
張家山陣地為全師陣地之突出部，乃衡陽西南城郊戰場之鎖匙。整個陣地由三個標高不大的小高地組成。東南面是227。7高地，西北面是211高地，兩高地之間相距約50公尺，正是步槍、機槍交叉火力網最有效的距離。張家山在東北方向，比這兩個小高地稍高些，位於前兩高地的正後方，相距約150米，整個張家山陣地呈品字型排列，可以互為欹角，互相支援，互相掩護，故此該陣地特別堅固。
在6月28日至7月2日的戰鬥中，日軍曾向該陣地發起猛攻不下20次，均被國軍擊退。期間，有部分陣地或被日軍衝入，或大部為日軍佔領，但旋即就被國軍反沖鋒恢復。如此反复，竟多達9次之多。
日軍一開始對張家山進行攻擊時就志在必得，以泰山壓頂之勢，集中優勢的砲火，對國軍陣地前之障礙物實施破壞式射擊，與此同時對國軍進行空襲和毒攻。在硝煙瀰漫的濃霧之際，在彈聲密如悶雷暴雨之中，日軍如潮水般蜂擁而至。國軍官兵則堅守工事，沉著鎮定，不顧毒氣威脅和炮火猛烈，先是大力掃射，繼之以手榴彈轟擊，最後以刺刀進行白刃戰。眼看著日本人一波接一波地衝過來，又一波接一波地倒下去。直至最後一日，仍被阻隔於各層障礙物之中，陳屍於斷崖絕壁之下。