畑俊六大將於5月25日，將自己肥胖的身軀塞進飛機，帶著日軍第5航空軍司令官山下琢磨中將等一行離開南京飛往武漢。飛機升空後，畑俊六滿懷惆悵地回望了一下南京城。但見大雨過後的長江渾濁而浩蕩，繞城而去；秦淮河與莫愁湖隱隱約約泛著光，煙籠霧罩的，不甚明朗，好像此行的任務一般，令人難以預料。他是要去武漢剛設立的中國派遣軍前進指揮所，親自指揮打通大陸交通線的第二階段的作戰。福也禍也，勝否敗否，自然是心中無數，自從他那個老下級東條英機實行所謂的“一元化”大獨裁統治後，畑俊六卻莫名其妙地感覺到戰爭恐怕就要結束了。因此，儘管第一階段各戰場捷報頻傳，但他卻再也興奮不起來。上了年紀，心臟也不太好，一上飛機就昏昏欲睡，迷迷糊糊的。
對畑俊六到武漢來指揮作戰，第11軍司令官橫山勇心中不是很痛快。因為他只好將自己的第11軍司令部讓出來。橫山從心裡瞧不起這個大腹便便的頂頭上司，甚至將戰局敗勢，歸罪於這個老廢物。橫山勇是一個精明而很有個性的將領，知道事已至此，只能勉為其難，明知不能為而為之。然而他又是一個非常自信的人，相信事在人為，只要努力，也許能在局部打出一個嶄新的局面來。如果畑俊六仍在南京遙控指揮，也許自己還可以放手一搏，露臉的機會或許要多得多。現在來了個腸肥腦滿老朽保守乃至昏庸無能的上司，頓覺礙手礙腳，這仗如何能打得痛痛快快的？
雖然堵心得很，可對於頂頭上司明里還是不能得罪。橫山勇早早就去了機場，迎接老資格的畑俊六大將的到來。驕陽似火，熱氣逼人，橫山不自覺地揭開領口透氣，在跑道邊焦躁地來回踱步。
一見畑俊六下了飛機，橫山勇趕緊敬了軍禮，微笑著問候道：“總司令辛苦了！”
畑俊六瞇著眼看了看橫山勇，調侃著說：“橫山君，聽說你每天要擦十次皮鞋，軍容向來一絲不苟。我還想向你學習，因為我的領扣從來就沒有扣好過。不想，今日一見，才知傳言是虛，原來橫山君也是個不拘小節的大氣之人吶！”
橫山勇聞言忙扣好風紀扣，重新立正鞠躬道：“橫山失禮了，還請司令官多多包涵！”
畑俊六大笑道：“玩笑，玩笑，你何必當真！”
橫山勇知道畑俊六還記著當年自己抗命不遵的事，不由得皺了皺眉頭。慌忙將畑俊六引導到小車裡前往城內的司令部。
當晚畑俊六就召開了各參戰師團長的會議，佈置作戰任務。
“各位師團長都在，我要說的第一句話是：為了聖戰的勝利，為了天皇和大日本帝國，我們必須打好中國戰場最大規模的戰役！”畑俊六總司令官首先講話：“此次長衡會戰，我軍投入的總兵力計150個大隊。在長衡地區，本軍將與支那軍60個師作戰。從兵力上推斷，我軍必勝無疑。這次作戰，涉及幾個方面軍部隊，本司令官將親自指揮這次作戰。橫山君，戰場總指揮由你擔任。”
橫山勇心裡稍寬，起立大聲答道：“是！”
但畑俊六話鋒一轉，明是尊重，實則出難題：“第11軍曾三次進攻長沙，均沒有破城。橫山君，你認為此次作戰，有幾分勝算？心中有沒有破敵良策呀？”
橫山勇再一次站起來，說：“中國有句古話叫：事不過三。這次進攻長沙，本軍必勝無疑！一是兵力充足；二是部隊集結時隱蔽迅速，保密工作做的好。就目前掌握的情況看，支那的蔣和薛岳還不知道本軍的作戰意圖；三是敵軍三次與我軍交戰，見我軍未能攻占長沙，已然驕傲輕敵，而驕兵必敗；四是本軍認真研究了前三次進攻長沙的經驗教訓，針對其第九戰區薛岳所謂的天爐戰法，制訂出兩梯隊波浪式交替形作戰方案。故此本人認為：長沙、衡陽，攻則必克！”
畑俊六見橫山勇成竹在胸，又問道：“好！橫山君，你可否說得更詳細些？”
於是，橫山勇走到作戰地圖前，拿起指揮棒指指點點，說道：“本次作戰，我擬將強有力的主力兵團運動至兩翼。這是針對支那之湖南省山岳縱橫、水網密布的地形特點和薛岳第九戰區一貫的戰略戰術制訂的。本軍的第一梯隊進攻時，支那軍必將以其精銳主力從兩翼側擊，這是他們的一貫作法。這樣我軍運動至兩翼的主力部隊又能將支那軍軍隊反包圍，而其在外圍已無機動兵團，長沙立刻就成為孤城一座，何愁不破！”
畑俊六十分興奮，不得不承認這是一個絕妙而又周到的作戰方案，進一步問道：“支那人入緬甸作戰的遠征軍，全部是美式裝備的精銳軍團，假設其回救長沙、衡陽，你又如何應對？”
橫山勇答曰：“這的確是我軍本次作戰之最大危機所在。我第15軍在緬甸正準備發動一次大規模的進攻作戰。如果戰局發展對第15軍有利，則支那之遠征軍回援的可能性不大。如果第15軍進攻不利，即使支那遠征軍回援長衡，從雲南到湖南，數千公里，江河阻隔，山長水遠的，最少也得一個月時間，遠水難救近火。因此，只要我軍英猛進擊，在一個月內拿下長衡，此項則不堪足慮！”
畑俊六大喜，連聲讚揚：“好！這個計劃很好！我看，進攻的時間就定於後天，也就是5月27日——這是皇軍最光輝的紀念日子之一，這一天，俄國的波羅的海艦隊被我大日本皇軍海軍全部殲滅！”
薛岳的確是在以不變應萬變。之所以做出如此決定，是由於兩種錯誤的判斷的誤導：一是他認為日軍不會有規模空前的大部隊殺向湖南戰場，因為中原之戰仍未結束。他哪裡知道日本又裝備了34個師團，其中有15個師團投入到了中國戰場。二是他仍然固執地認為湖南山還是那樣的山，水還是那樣的水，日軍進攻湖南，則必須攻占長沙；而要攻占長沙，則也只有一條路可走，本將軍的天爐戰法用了兩次，均效果顯著，這次仍然可用。
其實，日軍這樣的大兵團在湘北集結，要做到絕對保密那是不可能的。蔣介石、白崇禧終於在5月20日獲悉日軍的戰略意圖。
老蔣問道：“日軍此次大規模集結，意欲何為？”
白答曰：“倭寇此次集結的目的在於打通大陸交通線，直攻湖南廣西以達越南緬甸。”
老蔣又問：“如此，則如何應對？”
白分析道：“敵人集結如此大規模的兵力，當前不僅足以攻占長沙，一口氣攻到衡陽也沒有問題。如守長沙，則必將被各個擊破；但如果不守長沙，國威民心所繫，戰略波動更大。竊以為應在長沙稍作抵禦後，集中第九戰區部隊固守湘中之衡山，在淥水南岸與敵決戰為宜。”
蔣當時看著軍事地圖，不置可否。過後卻將白的意圖轉達給了第九戰區的薛岳。
就當時中日兩軍態勢而言，白崇禧的這個作戰計劃無疑是符合時宜的。然而薛岳拒不接受，認為白是在瞎指揮，又來了個將在外，君命有所不受，決心在淥水以北地區與日軍決戰，仍然要揮起他的天爐戰法，再保長沙，期望再創一次長沙大捷。薛岳是大功臣，又是前線最高指揮官，有臨機處斷權。白崇禧拿他沒辦法。薛岳唯一的變化是在5月24日，將自己的長官部由長沙向南移了200公里，遷到了衡陽以南的不遠的耒陽。
如此看來，此戰役尚未來開戰幕，薛岳的敗局已經註定了。
5月27日，橫山勇在湖北蒲圻前線指揮所對一線進攻師團發出了進攻的號令。戰幕徐徐啟開。中路的第68、第116師團，攻擊正面，由岳陽南下。薛岳仍要求按天爐戰法老套路禦敵。因要誘敵深入，國軍第20軍沒有作認真的抵抗，防線當即就被日軍突破。右路的第40師團、獨立第5、第17旅團從洞庭湖水域出發，在海軍艦隊的配合掩護下，向南進擊。左路的第3、第13師團主力由湖北崇陽沿湘贛邊界的山岳密林快速向南穿插，第27師團作為軍總預備隊隨後跟進。
6月6日，日軍右路兵團佔領沅江；中路一線兩個師團突破新牆河防線。國軍守軍第20軍抵擋不住，退守平江。 6月8日，日軍第68、第116師團抵達長沙市郊區，僅留1/3的兵力攻城，主力則繞過長沙，繼續南進，直逼衡山一線。 6月13日，中路跟進的第2梯隊之第34、第58兩師團，在第1梯隊清掃過後的道路上，快速挺進，突擊到了長沙城下。 6月16日占領長沙以西戰略要地寧鄉。
時國軍第九戰區司令長官薛岳指揮戰區機動部隊4個軍向北迂迴時，與日軍最精銳的左路兵團遭遇。國軍4個軍毫無防備，慌忙間胡亂應戰，不料一觸即潰，敗向江西。 6月18日，長沙最後之屏障岳麓山失守。同日，長沙失守。
長沙一失，薛岳各部均被擊破，根本無法集結，中國軍隊在長衡地區已經無法組織起整體防禦。衡陽便成為國軍陣營期望的中流砥柱，實際上已經成為日軍戰略包圍中的孤城，成為世人矚目的焦點，也成為戰爭旋渦的眼位所在。死活，在此一舉！