別以為方先覺只是一介武夫，只知道打打殺殺，其實當初他也是一個實業救國主義的執著追求者。小少時期，也曾飽讀詩書，滿腹經綸。他出生於安徽省宿縣欄杆區，即原屬江蘇省的蕭縣第十區的一個鄉紳家庭。幼年在家鄉讀書，高小畢業後考入江蘇省徐州省立中學，後又相繼畢業於南京第一工業學校、中央大學工學院電機系。
偉大的民主革命先驅孫中山當年在廣東黃埔島，籌建了中國第一所新型軍事幹部學校——“陸軍軍官學校”，後來以校址所在地稱之為“黃埔軍校”。在中國共產黨和蘇聯的幫助下，該校成為當時最有活力和革命精神的軍校。軍校以孫中山提出的“創造革命軍，來挽救中國的危亡”為宗旨，以“親愛精誠”為校訓，採取軍事與政治並重、理論與實踐結合的教育方針，為國共兩黨培養、造就了大批軍事政治人才。
孫中山先生曾說過“凡是愛國的中國人，都應該為祖國的和平統一而努力奮鬥!”。
大革命時期，作為一個充滿理想和抱負的熱血青年，方先覺對孫中山先生的“三民主義”十分崇拜。於是毅然投筆從戎，以優異的成績考人黃埔軍校。 1926年畢業於黃埔軍校第3期步兵科。後又入黃埔軍校高教班第2期、陸軍大學乙級將官班第4期受訓。逐步成長為國軍中的一個優秀將領。
方先覺在黃埔軍校畢業後，即被派到國民革命軍第20師擔任排長。此時第20師隸屬第1軍，師長錢大鈞。第1軍參加第二次北伐後，這個師被留在廣東駐防。 1927年9月，國民政府以這個師為基幹組建了第32軍，開赴福建廣東邊界截擊在南昌起義的共產黨部隊。由於方先覺在戰鬥中表現出色，被升為連長。次年第20師開赴蘇南，擔任北伐軍的後方警衛。不久，方先覺改任團附。當年秋，全國部隊實行編遣時，方先覺所在的第20師被縮編為第3師第8旅，旅長蔡熙盛，方先覺在該旅第16團任營副。此後，他相繼參加中原大戰和對圍剿紅軍的軍事行動，官至團副。
1937年抗日戰爭全面爆發後，方先覺被調任新組建的預備第10師第28團任團長。這個師是由福建的新兵編練而成，師長宣鐵吾。次年9月，蔣超雄接任師長的同時，方先覺也由團長升為副師長。由於這個師完全由新兵編成，所以該師長期在大後方進行訓練。一直到了1940年11月，該師才奉命開赴安徽地區與日軍作戰。
同年12月，該師在青陽與貴池間的陳家大山與日軍遭遇，雙方都對此山展開了激烈的爭奪戰。當時師長蔣超雄決定將部隊分成兩路，左路由蔣超雄親自指揮，右路由副師長方先覺指揮。在經過一晝夜的激烈戰鬥後，由方先覺率領的右路成功奪取了陳家大山右側高峰，但是由於左路進攻失利，致使右翼受到嚴重威脅。最終，方先覺又被迫放棄了陣地，全線撤退。戰後，師長蔣超雄被撤職，而在戰鬥中有功的方先覺則順理成章的升任師長。
方先覺從接任師長的那一天起，即針對部隊軍官素質差、士兵戰鬥力弱的弱點，對部隊進行了改組。首先他將部隊裡連以上軍官全部換成由黃埔軍校畢業的學生和有作戰經驗的軍官；其後對部隊加緊訓練，嚴整軍紀，使全師軍風紀大為改觀。同時他還在師部設立了軍樂隊，豐富了部隊的生活。
1941年，正當部隊駐防株州、淥口時，日軍由武漢出動，越過新牆河向南進犯。第9戰區司令長官部立即命令第10軍儘速開赴湘北，阻擊日軍。預備第10師在調防株州時撥屬第10軍序列，官兵們接到命令後經連續三天的急行軍到達平江縣金井鄉。就在金井，師長方先覺接到司令長官部命令，奉命“就地構築工事，準備迎擊來犯之敵”。第二天一早，預10師陣地即遭受日軍的猛烈進攻，全體官兵在師長方先覺的領導下與日軍殊死作戰，雖然損失慘重，但是仍有效的遲滯了日軍對長沙的進犯。然而由於第10軍當面的日軍達3個師團的優勢兵力，第10軍所屬3個師最終還是撤出了陣地。
戰後，第10軍軍長李玉堂因為擅自撤退受到了撤職的處分。而預10師，則因為與日軍一晝夜的血戰，有效破壞了日軍進占長沙的企圖，卻受到蔣介石的嘉獎。師長方先覺則在部隊後撤整訓中，總結經驗，強調官兵要在任何艱苦驚險的環境下穩紮穩打，堅定其“我不怕敵，敵必怕我”，“能堅持就是勝利”的信念。後來這一信念以後成為了預10師乃至第10軍的作戰理念。
1941年底，在武漢的日軍再次出擊長沙，揚言出兵43萬，必至長沙過新年。此時第10軍由於新任軍長鐘彬遲遲未到任，蔣介石急電前任軍長李玉堂繼續指揮第10軍固守長沙。而李玉堂則臨危授命，以“戴罪之身，又肩重任”。
12月28日，預10師師長方先覺根據軍部作戰方案，在師部召開緊急會議，報告敵情。他在會上說：“此次固守長沙的任務，雖艱鉅而必達成”。同時他指示師部各處和所屬各部應立即做好戰鬥準備。在軍部召開的作戰會議上，方先覺堅持不當預備隊，要求軍長李玉堂授予固定任務，如不達成，願受軍法制裁。李玉堂經過再三研究，最後決定預備第10師守備長沙城南門。
12月31日，日軍經偵察得知，守備長沙南門的是預備第10師。由於這個部隊在番號前有“預備”兩字，日軍誤以為該師是預備部隊，戰鬥力弱，是整個城防的薄弱環節，便將作戰計劃定為“長沙南門為重點攻擊目標”。當預10師部隊進入陣地後不久，其所屬第29團的前哨陣地即與日軍騎兵開始接觸。元旦拂曉，日軍以步、騎、砲兵與飛機同時向29團陣地發起猛烈攻擊。在團長張越群的率領下，29團官兵奮勇作戰，多次打退日軍進攻，但該團隊也死傷慘重，在堅持到上午11時許，全線潰退。
方先覺在得知消息後，立即命令第28團團長葛先才率領所部去堵住缺口。他在與葛先才的通話中說道：“藝圃啊！現在看你的了。現在張團長已撤下，你馬上派人收容整理，歸你指揮，我全力支持你，要部隊我隨時增援，你一定要頂住呀！”。藝圃是葛先才的號。在得到團長葛先才堅定的回復後，方先覺的面容才頓顯寬舒。
部隊堅持入夜後，司令長官薛岳電話詢問戰況，最後問方先覺子珊啊，能守幾天呀?方先覺回答:能守一個星期!薛岳接著問:如何守啊?方先覺回答道：“第一線守兩天，第二線守三天，第三線守兩天!”
通話結束後，方先覺即寫好遺囑，囑副官主任張廣寬將遺囑交付其家屬。次日，《長沙日報》即以頭版大標題：“方師長誓死守土，予立遺囑。”並將遺囑全文刊登。遺囑內容如下：
蘊體吾妻：
此次我軍奉命固守長沙，任務重大，長沙的存亡，關係抗戰全局的成敗，我決心以身殉國，設若戰死，你和五子的生活，政府自有照顧。務令五子皆能大學畢業，好好做人，繼我遺志，報效黨國，則我含笑九泉矣。希吾妻勿悲！
夫子珊。民國三十一年元旦。
1943年1月2日，戰鬥更為激烈。第28團與陳希堯團長的第30團並肩作戰，其中第30團以一個營奇襲白沙嶺日軍，擊斃日軍中隊長。此一戰績在第二天被長沙各報章爭相報導。預10師在南門與日軍血戰四晝夜，使日軍久攻不下。逼的日軍改變原定目標，轉而向長沙城其餘各門進攻。結果因兵力分散，反而使局面變得對國軍更有利了。
最後，第10軍在得到友軍解圍部隊增援後，迫使日軍放棄了奪取長沙的目標。戰後，軍長李玉堂升任第27集團軍副總司令，方先覺升任第10軍軍長，同時兼任長沙警備司令。預備第10師師長職務則由副師長孫明瑾升任。