攻城已经是第3天了，日军弹尽粮绝，只能靠飞机空投接济。有的部队子弹打完，只得和中国军队拼刺刀。
第11军司令部里，充满了失败泄气情绪。军参谋长、副参谋长和作战参谋们，都一致主张中止攻城，尽速撤退。
阿南司令官火爆爆地把部属们狠狠训斥一通：“第6师团今天早晨才刚刚投入攻城战斗，自然还未取得战果，现在中止攻击，实属过早不当。”
阿南将军还蒙在鼓里，他的厄运在五天前就已注定了。
1941年12月30日下午。
薛岳向第九战区各部队下达命令：
一、敌已渡过汩水，企图进攻长沙，我军决定采取向心攻击，一举围歼敌军。
二、杨森副司令长官应以第58军自长乐向安沙，以第20军自清江口向石子铺搜索并攻击敌人。
第一次、第二次攻击到达线如下：
第一次攻击到达线：在湘江东岸从东、南、北三个方向对长沙构成半图形包围圈。具体位置为安沙、赤石河、春华山及郎梨以东、东山以南一线。第二次攻击到达线：在第一次到达线内侧，具体位置为石子铺、望仙桥、长桥、朗梨市、东山一线。
三、王陵基副司令长官应以第37军自瓮江向望仙桥，以第78军自三角塘向长桥搜索并攻击敌人。
四、罗卓英副司令长官应以第26军主力自洞阳市向朗梨市，以第79军主力自金潭向黄花市，根据情况向朗梨市，以一部向渡头市或东山，以第4军向长沙南侧分别攻击。
五、第10军固守长沙，第73军固守岳麓山，待各兵团进至第二次攻击到达线，即应断然反攻。
六、第99军第197师应防御湘江，洞庭湖岸。第92师应自三姐桥，第140师应自粟桥。分别专攻捞刀河之敌。第99师应固守湘江东岸阵地，并派一支有力部队向粟桥、福临铺攻敌侧背，截断其补给联络线。
七、各军以1942年1月1日零时为期开始攻击，4日夜前即应进入第一次攻击到达线。
1942年1月3日。
日军攻城第3天，第九战区各路大军正日夜兼程，从四面八方朝长沙压来，
东南面，罗卓英的第79军、第26军、第4军各部，已快迫近长沙；
东北面，王陵基指挥的第37军和78军，分左、右两路，沿金井至长沙的公路，快速挺进，也已迫近长沙；
西面，第73军守卫在湘江西岸，随时准备反攻；重炮兵旅居高临下日夜轰击着攻城的日军。
北面，杨森的第20军和58军，已断日军归路，并配合二十万民众，大肆破坏日军后方公路。桥梁：日军后勤运输已被完全卡断。
1月3日，夜。
阿南终于感到情况不妙，下令撤退。
1月4日。
蒋介石致电薛岳将军：“此次会战，举世瞩目，各部务必不惜任何牺牲，发扬高度攻击精神，施行坚决勇敢之包围，聚歼残敌，以求获得空前胜利与光荣战绩。”
薛岳向蒋介石回电表示：“本次会战岳已抱定必死决心，必胜信念。”
薛岳向所属各部转达了蒋介石的命令，严令各集团军总司令、各军长、师长，务必确实掌握好自己的部队，倘有作战不力，贻误战机者，定按革命军人连坐法重处，决不姑息宽容。如果敌人从某部队作战地境内安全逃脱，即严惩该部各级主官及幕僚。
1月4日，拂晓。
长沙城郊东南角天空出现红色闪光信号弹——中国军队对日军的包围已经完成。
第三阶段战斗。
1月4日下午。
第3、第6两师团，在长沙城郊丢下累累死尸，向北突围。却被罗卓英、杨森两集团军分割包围，并分别加以痛击。
日军处于极大困境，而且各部队都拉扯着大批轻重伤兵，行动更为困难。从长沙城外突围时，仅第3师团司令部就躺着七百多名伤兵，有的部队情况更严重，拖累更大。
4日深夜。罗卓英所部第53师在沙湖桥附近，将第3师团的野联队团团围住，发动勇猛攻击，两军短兵相接，互相混战。中国军队接连打出照明弹，竟相投掷手榴弹与敌拼杀。
第3师团司令部和石井联队经过一夜苦战，于5日凌晨来到浏阳河畔，又陷入张德能第4军的重围。中国军队在嘹亮的军号声中，朝敌人冲杀。敌军旗被中国军队迫击炮弹炸飞。两军在师团指挥所展开惨烈的肉搏战。敌又一个联队赶到，才把丰岛师团长救了出去。
经过四天四夜反复拼杀挣扎，第3、第6、第40师团只向北挪动了几十里路，均未突出重围。
1月8日。
阿南决心来一次困兽斗。向重围中的各兵团下达命令，“坚决围歼青山市以北地区之敌。”
青山市以北主要为杨森的部队。
是日，第6师团按照阿南司令官的命令，全力向青山市以北迂回，结果，被从郎梨市、黄花市追击而来的罗卓英集团军第4军，第26军和王陵基集团军之78军包围。全师团立即被中国军队斩成三块，层层围住，分别给予毁灭性打击。
与此同时，奉命由北南下策应大军突围的独立第9旅团，也在青山市以北影珠山钻进了杨森之20军的“口袋”。其先头部队山崎大队，自大队长以下于当日被全数消灭。
第6师团各部被分割包围，互相不能救应，且弹尽粮绝，毫无战斗力，有的冲进民房抢食生米、生菜。
阿南司令官派飞机前来救应第6师团，但双方混战成一团，飞机在天上团团打转，不知把炸弹往哪儿扔。
阿南接到飞机上传来的上述报告，万分震惊，立即命令第3、第40两师团火速前往救援。
此时，第40师团在白沙桥一带正被37军围攻，不能自拔。第3师团残部趁中国军队主力围攻第6师团之机，终于脱出重围，逃至汩罗江岸。但该师团已死伤惨重，毫无战斗力，不敢再南下救援第6师团和独立第9旅团了。
第6师团和独立第9旅团在青山市以北的重围中血战至1月12日，大部被歼。后在大批九七式轰炸机的轰炸掩护下，神田师团长和其残部才侥幸逃出重围。
1月15日。
残敌在飞机和炮兵掩护下，逃过新墙河，本次会战结束。整个会战，日军死伤共为：五万六千九百四十四人，被俘一百三十九名。
第27集团军总司杨森的部队在打扫所辖地区战场时，因日军尸体太多，无法处理，便令平江、长沙、湘阴三县出动民工若干，挖了三个大土坑，将日军尸体集中掩埋，一个坑即有数千具尸体。杨森派人在坑旁立上石碑，上刻“万人坑”三字，以作标记。
此次长沙会战的胜利，是自珍珠港事件以来，同盟国军的第一个伟大胜利。
英国《泰晤士报》评道：“十二月七日以来，同盟国军唯一决定性之胜利系华军之长沙大捷。”
伦敦《每日电讯报》刊文：“际此远东阴雾密布中，唯长沙上空之云彩确见光辉夺目。”
美国记者福尔门实地采访湘北战场后，撰文报道：“中国第三度的长沙大捷，证明了一个原则，那就是中国军队的配备若能与日军相等，他们即可很轻易地击败日军。”
日军中央统帅部认为，此次惨败，使部分将士的必胜信念发生了动摇，需要年余始能恢复。
阿南军司令官对自己独断进攻长沙；造成如此惨败的后果，曾向日军统帅部表示愧疚。
4
中国军队在长沙的出色战斗，提高了蒋介石在同盟国中的威望。当长沙会战还在紧张进行的时候，罗斯福即致电蒋介石，建议将中国和英属缅甸、法属印度支那划为中国战区，成立中国战区最高统帅部，请蒋介石担任中国战区盟军最高统帅。1日3日，蒋介石复电美国总统，表示愿意就任此职。当日，同盟国宣布了蒋介石就任中国战区最高统帅的决定，并委任美国陆军中将史迪威为联合国军计划参谋部参谋长，兼任美国驻华军事代表，协助蒋介石指挥中国战区的部队作战。
长沙大捷后的二十二天，美国政府宣布：给中国五亿美元的贷款，以援助中国抗战。
美国如此慷慨地出钱援助中国，主要原因在于四年多来的战争证明，中国人特别能战斗。这对于拖住日军，缓解西、南太平洋美军压力，完成“先欧后亚”的同盟国军事计划都有极为重要的意义。在美国政府宣布贷巨款予中国的当天，罗斯福致电蒋介石。他说：
中国军队对于残忍侵略者的抵抗。唤起了美国人民
和一切其它爱好自由的人民最崇高的赞扬。中国武装与
非武装人民在将近五年里实行坚决的抵抗，以反对在装
备上远为优越的敌人，他们面对巨大的差异所表现出来
不屈不挠的精神，使其它联合国家的战斗人员与人民全
都受到激励……
1942年2月9日。
蒋介石偕夫人宋美龄突然飞抵印度访问。此事立即引起日本方面的猜测、恐惧和不安。
中国派遣军总司令官（火田）俊六大将满腹狐疑，心里嫡咕道：“在我军攻占新加坡前，蒋介石偕同宋美龄访问印度，其目的何在？”
这位总司令官百思不得其解，便令其总参谋长连夜去见汪精卫。汪精卫也摸不着头脑，搔着脑门说：“我对重庆方面的情报一无所知。不过，蒋介石此行目的十分明显，其一，对印度民众表示友好；其二，就从英、美获得借款之事进行磋商。”
（火田）俊六大将认为，事情肯定并非汪精卫说的那么简单。他在心里继续嘀咕：“元首既然亲自出马，必有重大目的，是不是为了实地看看印度有无实力参加同盟国的协同作战？”
蒋介石此行目的到底何在？（火田）俊六大将仍吃不准，又把纳粹德国派驻南京汪伪政府的大使史塔玛请来共进午餐，借此分析蒋介石之行的真正目的。
这位聪明的日耳曼人说：“蒋介石的印度之行，与本次世界大战总的战略格局有关。德国自伊朗东进，日本自缅甸西进，携手压迫印度。这是希特勒元首的理想和战略。因此，蒋介石访问印度。目的在于形成重庆、缅甸、印度的联合屏障。”
（火田）俊六大将这才恍然大悟：“唉呀！蒋介石是要组成使印度参加而排除日本的泛亚细亚同盟！也就是要在亚洲组成以中国为核心的军事大同盟，来对付日本和德国！”
（火田）俊六总司令官马上向中央统帅部提出对策：“倾全力向缅甸进攻，以切断印、中之间的联系。同时，在攻取缅甸时，必须向中、印两国中的一方或两方扩大战果，即尽量将日军占领的中间地带扩大。否则，中、印的联合，不但打破德。日的亚洲计划，还将使日本在亚洲的既得军事成果也陷入两面夹击的困难境地。”
蒋介石印度之行具有世界性的重要战略目的。这一点也正如德国人所分析的那样。
当时，日军南进节节取胜。1月21日，东条英机首相在议会上发表施政方针演说，提出建设大东亚的构想。接着，在日军继续横扫太平洋诸岛国的情况下，东条首相向太平洋沿岸尚未遭“横扫”的国家发出恫吓声明：“缅甸、印度、荷属东印度、澳大利亚、新西兰等国，如果自愿参加日夺的大东亚建设，谋取独立，日本将予以协助。”其言外之意就是说，这些国家如果起来反对统治他们的西方宗主国，日本不但不对他们进攻，而且还会大力协助他们的“民族革命斗争”，