“（５） 空军应集中力量轰炸虎形山及汽车西站以西之敌阵地……”〔１９〕
23日，军事委员会又电令李玉堂“即日进驻62军军部，直接督促”。
军事委员会的电令（包括以前的多次电报）均被日军情报人员破译，因而日军对第九战区各部队的行动非常清楚。这次获得情报后，当即将电令内容通知各师团，并令第40师团占领衡阳西南、正西和西北约10至15公里处的七里山、两母山、二塘、城口墟、板桥、狭山冲一线阵地，堵截、阻击由西方来援的中国军队。同时令第57旅团归还第68师团建制，令第109联队归还第116师团建制，以便于指挥。
第62军一度突进至火车西站，但在日军第40师团的反击下，伤亡甚大，且弹药告罄，被迫撤退至盘右岭附近收容整理。第79、第74军主力及第100军之第319师亦被阻止于日军第40师团的堵截线之外。
7月29日，日军第11军确知专为补给衡阳地区的辎重车队预定8月4日前后可到达衡阳附近，部队也经过调整，遂于当日下达了攻击命令：确定8月4日开始第三次攻击，除令第68、第116师团仍担任主攻任务、于8月4日向岳屏山方向攻击外，另令第58师团于8月5日向衡阳西北方向攻击，令第13师团以一部兵力在湘江东岸以火力支援湘江以西的作战。
7月27日及8月2日，中国空军两次空投蒋介石的手令，鼓励第10军坚守衡阳待援。第一次仅说“余必为弟及全体官兵负责，全力增援与接济”，第二次则告知“各路增援部队今晨已如期到达二塘、贾里坡、陆家岭、七里山预定之线，余必令空军掩护，严督猛进”。8月2日，第62军及第100军确已到达三塘、两母山地区，第74军亦已到达佘田桥、新桥，第79军到达望城坳附近，与日军第40师团激战。第62军在进攻二塘、两母山时与日军第234联队进行了白刃战，予该联队以歼灭性打击。“其第3大队各个中队有的只剩下2人，最多的不过24人……各队伤亡累累，弹药又缺乏，尤其是手榴弹已消耗净尽，只好投石头对抗手榴弹充足的重庆军”。但由于第62军等在战斗中伤亡亦众，始终未能歼灭依托工事坚守阵地的日军残部，被阻于日军堵截线之外，未能与衡阳守军会合。在此期间的外围各兵团，除第24集团军遵照军事委员会的命令积极向湘江以西进攻衡阳的日军进攻外，湘江以东的第九战区各军没有进行积极有力的进攻。
8月4日，日军第68、第116师团对衡阳第3师及预10师阵地发起总攻。5日，第58师团（从长沙增援到来）由衡阳西北投入战斗，猛攻第190师阵地。激战至6日拂晓，第190师退守小西门及其以北的城垣。当日夜，日军第58师团一部从城西北角突入城内，西南方面岳屏山、天马山等阵地亦为日军第116师团突破。7日6时起，日军集中炮火先对守军进行了约2小时的炮火准备，尔后发起冲击。守军阵地大都被毁，官兵伤亡惨重，五桂山、接龙山等阵地先后失守。但第3师及预10师的官兵仍顽强抵抗。
8月7日夜，第10军军长方先觉派参谋长孙鸣全与日军联系投降事宜；8日晨，方先觉率其第3师师长周庆祥、第190师师长容有略、预10师师长葛先才、暂54师师长饶少伟及副官处处长孙广宽在城南天主堂与日军第68师团师团长堤三树男会见，正式缴械投降（方先觉被日军送还重庆后，蒋介石又任命其为青年军第207师师长）。据日军记载，缴械的官兵共13306人（大部为伤病员，能战斗者约４０００人）。此时，不愿投敌的部分官兵“仍在城内进行抵抗”。由第四战区抽调来援的第46军等已进抵距衡阳8公里的二塘。日军第11军负责作战的高级参谋岛贯武治在当天（8日）的日记中写道：“上午8时攻克衡阳，力攻40天……是一场竭尽了全力的战斗。只晚了一天，敌机械化兵团就出现了。我方部队面对前来解围的敌军，多少有些动摇。战争的胜负诚然在于最后5分钟。如固守衡阳之敌誓死决一死战，或将出现‘因帕尔’的结局。”1944年夏，日军第15军从缅甸进攻印度因帕尔，惨败而归，10万人仅剩下了3万人。
衡阳失守后，第九战区以一部兵力在衡阳以西攻袭日军，主力撤至洪桥一带。日军经休整、补充后，9月1日开始进攻：第3、第13、第40、第58师团向零陵、全县（今全州），第116、第37师团向邵阳进攻。守军第37军在常宁进行了较顽强的抵抗；第79、第62军在白鹤铺、大营市一带，第74、第100军在渣江、永丰一带，稍事抵抗后再次后撤。日军于9月5日攻占祁阳，7日攻占零陵，13日占道县，14日不战而占领筑有坚固国防工事的全县。至此，长、衡会战结束。
日军占领全县后报告该地阵地情况说：“黄沙铺对岸和大结以南高地上的阵地，构筑极为坚固，是以坑道、碉堡为中心组成的纵深达4公里的阵地。此外，在塞前岭（全县以北９．５公里）、江家村（全县以北6公里）、五里村（全县东北2公里）以南高地一线，还有尚未竣工的纵深达3公里的阵地。重庆军放弃如此坚固阵地竟然退却，其意图何在，实难理解。”
长、衡会战过程中，直接协助第九战区作战的中国空军的中美空军混合团基本上掌握了战场上空的制空权，迫使日军航空兵及地面部队的大规模行动多在黄昏后和黎明前进行。据国民政府军事委员会统计，自1944年5月27日至9月6日间，中美空军混合团共出动飞机667批，其中驱逐机（战斗机）出动3416架次，轰炸机出动248架次，计击落日机66架，地面炸毁58架、炸伤10架，另击毁各种车辆521辆、木船1360只。据日军统计，仅7、8两月中美空军混合团就出动427批、2752架次。
（四） 会 战 简 析
此次会战虽给日军以一定打击，特别是衡阳保卫战斗，重创了日军，但从战役整体上看，中国军队不仅未能打破日军攻略长沙、衡阳，控制粤汉、湘桂铁路的企图，而且损耗自己大量军队及武器装备，战后初期，国民政府统计中国军队伤亡90577人，日军伤亡66809人；但1989年台湾国民党当局所编《抗日战史》则不记载双方伤亡损耗的数字。日军第11军统计，至衡阳失守时，中国军队阵亡66468人，被俘２２４６０人，被缴获的武器约为１０个师的装备。从会战开始至7月20日，日军战死３８６０人，战伤８３２７人，病７０９９人，总计伤亡减员１９２８６人。但日军预计今后战斗更加激化，季节又进入酷暑，估计至8月中旬伤亡人数当达到4万至5万人。并丧失湖南大片国土，是一次失败的战役。
会战失败的根本原因和豫中会战一样，是由于高级将领抗战消极，企图保存实力以及军队腐败。衡阳坚守40余日，虽经一再电促外围部队前往解围，但除第62军及第100军、第79军先后进至衡阳郊区或外围外，其他部队均未到达衡阳附近。特别是湘江以东的各军，根本没有向衡阳方面作出任何积极的行动，一直徘徊于东路日军以东的萍乡至茶陵以东地区。即使受命进攻，也只是进行了一些“无关痛痒之攻击”。
从当时有关的报告中可窥见中国军队的一般。长沙方面：“各级主官忙于应酬，对部队训练敷衍塞责”，“部队主官因营商应酬，脱离部队，致使部队精神不能团结”，“虚图表面……对上级阳奉阴违”；“军部副官处长负责控制船只，该处长潘孔昭假公济私，擅扣商船，重价勒索，以饱私囊，并将攫取之财物，用5艘火轮装出，致长沙战斗紧急、转用兵力时渡河困难”，〔２０〕等等。衡阳方面：“纪律废弛，战志不旺。整个战场，我军多为退却作战，军行所至，予取予求，民不堪扰，而部队之逃散，尤甚惊人。如99军以4团兵力，仅在湖滨行持久抵抗数日，转至宁乡以东，残余兵力不及1团”，“若干部队，即奉攻击之命，对少数之敌，亦多长时对峙”，〔２１〕等等。
至于作战指导方面导致失败的直接原因，也仍然是国民政府多数军队内部矛盾形成的难以克服的一些老问题。在这次战役中表现较为突出的有两点：
一是部署欠当，兵力分散。会战前拟定的作战计划，原预定在长沙附近与日军决战。据此，则应在长沙、浏阳、宁乡地区集中优势兵力，可是第九战区却将第99、第162、第60、第132、新13师等重要作战力量留置于津市、澧县以北，以后又将第15、第77、第58、第98、第194、第19、第92师等部队分散部署于湘西广大地域，既未能遮断日军的后方交通，也未能牵制住日军，徒然将主要战斗力量用于不必要的方面，而长沙及岳麓山仅配置1个军，致决胜点形成劣势。长沙的1个军在部署上也犯了兵力分散的错误。岳麓山是长沙的主要支撑点，如果岳麓山失守，则长沙亦难以坚守。因而要确保长沙，必坚守岳麓山。但岳麓山幅员较大，必须有足够的兵力才能守住。第4军将绝大多数炮兵都置于该地，而步兵则仅配置了1个师，兵力显然不足。在6月17日两岸战斗紧张之际仓促将长沙兵力转变用于岳麓山，从而导致部队混乱，长沙与岳麓山均迅告失守。
其次是部队互不协同，逐次使用兵力。这一错误导致贻失战机，且遭各个击破。以衡阳外围各军为例：第62军突进至衡阳西南郊时，第79军却踌躇不前，停止于金兰寺附近观望；等第79军决心进攻、并进抵衡阳西北郊时，第62军已因孤军深入、伤亡过大而撤退到铁关铺去了。当第79军和第62军先后向外围日军攻击时，第74军却长期滞留常德，迟迟不动。第79军又因伤亡过大、被迫撤退后，第46军方不慌不忙地到达衡阳附近，但此时衡阳已经失守。四、 桂、柳 会 战
（一） 日军第６方面军的设立和作战指导
１９４４年６月以后，太平洋战场上日军的“绝对国防圈”被美军突破，马里亚纳群岛的重要支撑点塞班岛及关岛相继失守，印、缅战场上日军的因帕尔进攻战也“终于力竭途穷而溃败”。在中国战场上，日军攻占了长沙和衡阳；但在中国敌后战场，日军却遭到了中国共产党领导的抗日武装的局部反攻。日本大本营在这种形势下决定“尽力防卫连接本土、西南诸岛、台湾、菲律宾的一线，以迎击盟军的大规模进攻”，〔２２〕同时“决定在中国方面按预定计划推行湘、桂作战，由大陆交通来弥补不安全的海上交通，并实行对美（以空战为主）作战的准备”。〔２３〕为此，“大本营作战部更加期望提前完成‘１号作战’”。但是随着形势的发展，派遣军的任务愈加繁重，不可能专门指挥湘、桂作战。日军为了加强对湘、桂作战的指导，统一指挥华中的第１１军和华南的第２３军以及武汉地区第３４军，决定成立第６方面军，由“华北方面军”司令官冈村宁次任方面军司令官，司令部设于衡阳。
１９４４年８月２６日，日本大本营以“大陆命”第１１１３号发布了第６方面军的战斗序列，并规定第６方面军隶属于“中国派遣军”。该方面军的战斗序列为：
第６方面军司令官冈村宁次
第１１军司令官横山勇