修水方向進攻，25日進至甘坊以西地區。
湘北方面日軍右翼第5旅團及海軍陸戰隊，9月23日由洞庭湖向守軍第15集團軍左翼實施水上包圍，當日在營田登陸，沿汨羅江南岸向東進擊，25日攻占歸義，日軍主攻方向的第6師團、第26旅團，于23日拂曉強渡新牆河，分别由新牆、楊林街突破守軍第52軍陣地；第33師團亦于當日由麥市突破守軍弟79軍陣地。
24日，薛嶽下令命第15集團軍以一部兵力在新牆河、汨羅江間阻擊日軍，主力退至淚羅江第二陣地。
日軍突破第一線陣地後，不顧突破口以外陣地的中國守軍，迅速向南急進，企圖到達汨水之線，切斷守軍退路進行圍殲。
25日，第6師團及第26旅團到達汨羅江北岸及平江西之悟口；第33師團遭守軍第79軍依據山地的堅強抗擊、被阻于麥市南約10公裡之桃樹港。
激戰至26日，蔣介石決心與日軍在長沙附近進行決戰，遂電令薛嶽：“準備以6個師兵力，位置于長沙附近，并親自指揮，乘敵突入長沙之際，側擊而殲滅之。
”但日軍之戰役企圖，并非進攻長沙，目的在于擊殲中國軍隊、特别是第15集團軍的主力。
戰鬥至27日時，日軍第6師團、第5旅團進至福臨鋪以北地區、第26旅團、第33師團及第106師團，在守軍堅強抗擊、反擊下、被阻于長樂街龍門廠和黃沙橋附近。
兵力相當分散，且未能尋殲到中國軍隊的主力，恐繼續深入陷入重圍，岡村甯次遂決定停止前進，令第26旅團向東轉進，策應第33師團。
至30日，第6師團一部兵力前出至撈刀河北岸，第26旅團與第33師團在三眼橋會合，第106師團則在九嶺山區内遭到第19集團軍的強烈反擊，陷于苦戰中。
岡村甯次察覺态勢不利，下令全線撤退，命令說：“華軍頑強，現仍潛伏幹汨水、修河兩岸地區。
本軍為避免不利态勢，應速向原陣地轉進，以圖戰鬥力之恢複，并應嚴密防備畢軍之追擊。
”10月1日，日軍開始撤退。
2日，中國軍隊發現日軍撤退，薛嶽立即下達命令，要求各部隊，“以現在态勢立向當面之敵猛烈追擊，務于崇陽、嶽陽以南地區捕捉之”，“對敵之收容部隊，可派一部監視、掃蕩之，主力力行超越追擊”。
各部隊因恐日軍是佯退誘敵，故雖接到“超越追擊”之命令，并未執行，僅尾追日軍、收複失地。
至10月10日，中日雙方又恢複了會戰前的态勢。
此次會戰，日軍在進攻與撤退行動中，不論在主攻方向粵漢路方面，還是助攻方向九嶺山區方面，均遭到中國軍隊的堅強阻擊、側擊和追擊，敵後遊擊挺進軍，亦不斷襲擊其後方，日軍遭到很大損失，并未能實現其圍殲守軍主力于湘贛地區的戰役企圖。
參加會戰的兵力，日軍約10萬人；第九戰區32個師又3個挺進縱隊，約30餘萬人。
日軍傷亡3550人，中國軍隊傷亡及失蹤約3萬人。
第一次長沙會戰，日軍損耗了大量人員、裝備，并未能達到殲滅中國軍隊主力、摧毀其繼續抗戰之意志的戰略企圖，而中國軍隊雖然在損耗上較日軍嚴重，卻保存了主力，又未喪失空間，在20餘天的戰鬥中，以陣地防禦與運動側擊及遊擊襲擾相結合的戰法，予敵以相當損耗，是基本符合“消耗持久戰”的戰略方針的，在此意義上，應該視為是一次勝利的戰役。
特别在精神方面的影響，尤為積極，通過會戰，使中國軍隊确實認識到，日軍兵力不足，己無力發動武漢會戰以前那種大規模的進攻，加強了抗戰必勝的信心，提高了廣大官兵的士氣。
日軍第11軍司令官岡村甯次也認識到這一點。
他在會戰後給中國派遣軍總司令官西尾壽造的意見書中認為，這次會戰，既未能擊殲中國軍隊主力，又未能攻占長沙即撤退軍隊，“恢複軍原态勢，此不啻号召敵人反擊，對其作戰軍予以鼓勵，努力于提高其士氣”。
事實正是如此。
12月間，中國軍隊即發動冬季攻勢，各戰區同時進攻本戰區内的日軍，予侵華日軍以一定程度的打擊。
1941年春，日本陸軍次官阿南惟幾接任第11軍司令官。
他在陸軍部時曾參加制訂《對華長期作戰指導計劃》，預定在1941年夏秋之際，“發揮綜合力量，對敵施加強大壓力，以期一舉解決事變”。
因而，他到任後，積極準備對第九戰區發動一次較大的攻勢。
并于7月間制訂出初步計劃（“加号作戰”）。
日本大本營于8月26日同意第11軍的計劃，下達了進攻長沙的命令。
9月上旬，最後改定了計劃。
其主要内容是：作戰目的：“為摧毀敵之抗戰意志，對西部第九戰區軍隊，予以一次大的打擊”。
作戰方針：我軍于9月18日開始攻擊，在擊破新牆河陽水間之敵的可時，向長樂街附近汨水下遊之線進出；完成準備後，攻擊汨水南岸之敵，沿新市、粟橋道地區突破。
以軍主力自該道以西亘湘江地區實施包圍擊滅，以一部（第6、第40師團）盡可能擊破蒲塘方面山地内之敵。
對淚水南岸之敵的攻擊開始時間，預定為9月23日前後，至9月末，作戰結束。
在部隊集中的末期，以一部與海軍協同，對常德進行佯動。
為牽制第九戰區的軍隊，南昌方面的警備部隊，适時實施攻擊。
使用兵力：第3師團（配屬山炮4個大隊）、第4師團（配屬