研究，最後決定預備第10師守備長沙城南門。
12月31日，日軍經偵察得知，守備長沙南門的是預備第10師。
由于這個部隊在番号前有“預備”兩字，日軍誤以為該師是預備部隊，戰鬥力弱，是整個城防的薄弱環節，便将作戰計劃定為“長沙南門為重點攻擊目标”。
當預10師部隊進入陣地後不久，其所屬第29團的前哨陣地即與日軍騎兵開始接觸。
元旦拂曉，日軍以步、騎、炮兵與飛機同時向29團陣地發起猛烈攻擊。
在團長張越群的率領下，29團官兵奮勇作戰，多次打退日軍進攻，但該團隊也死傷慘重，在堅持到上午11時許，全線潰退。
方先覺在得知消息後，立即命令第28團團長葛先才率領所部去堵住缺口。
他在與葛先才的通話中說道：“藝圃啊！現在看你的了。
現在張團長已撤下，你馬上派人收容整理，歸你指揮，我全力支持你，要部隊我随時增援，你一定要頂住呀！”。
藝圃是葛先才的号。
在得到團長葛先才堅定的回複後，方先覺的面容才頓顯寬舒。
部隊堅持入夜後，司令長官薛嶽電話詢問戰況，最後問方先覺子珊啊，能守幾天呀?方先覺回答:能守一個星期!薛嶽接着問:如何守啊?方先覺回答道：“第一線守兩天，第二線守三天，第三線守兩天!”
通話結束後，方先覺即寫好遺囑，囑副官主任張廣寬将遺囑交付其家屬。
次日，《長沙日報》即以頭版大标題：“方師長誓死守土，予立遺囑。
”并将遺囑全文刊登。
遺囑内容如下：
蘊體吾妻：
此次我軍奉命固守長沙，任務重大，長沙的存亡，關系抗戰全局的成敗，我決心以身殉國，設若戰死，你和五子的生活，政府自有照顧。
務令五子皆能大學畢業，好好做人，繼我遺志，報效黨國，則我含笑九泉矣。
希吾妻勿悲！
夫子珊。
民國三十一年元旦。
1943年1月2日，戰鬥更為激烈。
第28團與陳希堯團長的第30團并肩作戰，其中第30團以一個營奇襲白沙嶺日軍，擊斃日軍中隊長。
此一戰績在第二天被長沙各報章争相報道。
預10師在南門與日軍血戰四晝夜，使日軍久攻不下。
逼的日軍改變原定目标，轉而向長沙城其餘各門進攻。
結果因兵力分散，反而使局面變得對國軍更有利了。
最後，第10軍在得到友軍解圍部隊增援後，迫使日軍放棄了奪取長沙的目标。
戰後，軍長李玉堂升任第27集團軍副總司令，方先覺升任第10軍軍長，同時兼任長沙警備司令。
預備第10師師長職務則由副師長孫明瑾升任。