，亦于當日在青山強行登陸。
這時，第九戰區才發覺日軍的企圖。
當晚，薛嶽下令，命第37、第99軍堅守汨羅江南岸陣地，命第26軍進出至金井附近，由東向日軍實施側擊。
在第27集團軍調整部署時，日軍己全線進至淚羅江北岸，19日晚和20日，相繼渡過汨羅江。
20日晨，阿南惟幾看到其情報機構破譯的薛嶽18日晚的命令，當即改變原來的計劃，令第6、第40師團向左迂回、包圍，殲滅立足未穩的第26軍，令第3、第4師團進攻第37軍。
經過3天的激烈戰鬥，至24日，被包圍于悟口的第26軍傷亡慘重，失去戰鬥力；第37軍亦被日軍突破防線并快速進出至其陣地後方；處于被包圍的困境2個軍的殘部被迫突圍南撤。
奉命增援前線的第10軍，于22日進至明月山，福臨鋪一帶，立足未穩，被日軍包圍，其第195師師長重傷，副師長賴侍湘陣亡，部隊陷于混亂，傷亡重大，不得不突圍南退。
當日軍圍攻守軍3個軍時，王耀武的第74軍奉命增援，第九戰區命其推進至撈刀河，重點保持在沙市街。
這一命令又為日情報機構于22日獲悉，阿南惟幾又改變第6師團攻占平江的任務，令其與第3師團協同對付第74軍。
26日，第74軍剛剛到達撈刀河永安市以北地區，即與向長沙奔襲的日軍第3師團遭遇。
王耀武乘日軍立足未穩，采取攻勢防禦、向第3師團發起進攻。
但日軍第6師團亦已趕到，加入戰鬥，并進至第74軍以東以南地區，對第74軍進行包圍。
第74軍奮勇血戰至27日，傷亡已重，當夜被迫南撤。
薛嶽于26日曾下令反擊，但戰區主力多遭日軍打擊，已無力進行戰役性反擊。
第74軍被迫撤退後，薛嶽于27日下午改變反擊的命令，17時下令，命部隊向浏陽河一線後退。
此時，日軍第26旅團已由東北角突入長沙城，29日，第4師團主力進入長沙。
當日，第3師團一部突進至株洲城内。
10月1日，日軍在完成打擊第九戰區主力的任務後，即行撤退。
第九戰區下令追擊，日軍于10月9日全部撤回新牆河北，轉為守勢。
第二次長沙會戰結束。
此次會戰，中國軍隊參戰主要部隊共計35個師（會戰中由第六、第七戰區調入5個師）、7個挺進縱隊、共約37.8萬餘人，傷亡及失蹤7萬餘人；日軍主要參戰部隊4個師團、1個獨立混成旅團、2個支隊、共約11.5萬人，傷亡6854人。
1941年12月7日，太平洋戰争爆發。
侵華日軍為防止中國軍隊策應香港方面的作戰，先發制人，發動了第三次長沙會戰。
12月13日，阿南惟幾下達進攻長沙的作戰預令：“第九戰區的兵力，正向廣東及桂林方面轉用。
第23軍已于12月12日夜攻占九龍，現正準備繼續進攻香港。
為策應第23軍及南方軍作戰，立即進行進攻江南的準備。
”12月15日，确定12月22日前後開始進攻，計劃在淚水兩岸擊殲第20軍和第37軍後結束作戰。
預定作戰時間為兩周左右，使用的兵力為：第3師團、第6師團、第40師團、獨立混成第9旅團和獨立第65，第95大隊（外園支隊）及軍直屬工兵隊、野戰重炮兵大隊。
總計8個步兵聯隊（共25個步兵大隊）、2個騎兵聯隊、2個野炮聯隊、2個山炮聯隊、1個野戰重炮兵大隊、2個獨立山炮大隊、3個工兵聯隊、3個辎重兵聯隊等，近7萬人。
中國第九戰區自12月初旬以來，發覺日軍調動頻繁，向湘北、贛北集中兵力，其飛機不斷偵察守軍陣地，并搶修白螺機場及南昌機場，判斷日軍将再攻長沙，遂積極進行戰備。
第二次長沙會戰後，薛嶽召開軍事會議，總結前兩次長沙會戰的教訓，提出“天爐法”的戰法，即在日軍進攻的地區内，徹底破壞道路，實施空室清野，設置縱深伏擊陣地，誘敵深入，以尾擊，邀擊、側擊、夾擊，使這一地區成為一“天然熔爐”，将日軍圍殲于内。
12月20日，日軍進攻企圖已極明顯，軍事委員會下令命第73，第79、第4軍分别開至益淚、株洲、渌口地區，歸第九戰區指揮。
薛嶽決心“徹底集中兵力于湘北方面，誘敵主力于浏陽河、撈刀河間地區，反攻殲滅之”。
為此，作如下部署：楊森副長官駐平江，指揮第20、第58軍、第一步于新牆河現陣地韌強抵抗，消耗遲滞敵人，第二步侍命轉移關王橋、三江口側面陣地，自東北向西南側擊、追擊南進之敵。
第37軍在汨水現陣地韌強抵抗，消耗遲滞敵人，爾後轉移至社港市、更鼓台、金井間山地，俟敵向長沙進攻時，協同第78軍自東北向西南攻擊敵人。
第99軍第一步确保三姐橋、歸義、營田、湘陰既設據點陣地及湖防，第二步俟敵向長沙進攻時，以2師自西北向東南攻擊敵人，以一部固守營田、湘陰及湖防。
第10軍固守長沙、嶽麓山及水陸洲，待命自西向東反攻敵軍。
羅卓英副長官由上高進駐濟陽，指揮第26、第79軍及第194師之作戰。
第26軍第一步确保浏陽現陣地，第二步俟敵攻擊長沙時，自東向西攻擊敵軍；第79軍以1師駐株洲，1師占領渡頭市、東山既設陣地，第194師由清江進駐醴陵，俟敵攻擊長沙時，由南向北攻擊敵軍。
王陵基副長官由修水率第78軍及新編