在鄂南方麵：9月22日，日軍第33師團向第15集團軍第79軍發起攻擊，23日，進占麥市、桃樹港，繼向汨羅江上遊進犯。中國軍隊第27集團軍和第15集團軍第79軍在麥市附近與日軍展開激戰，殲其甚多。至29日，日軍攻占南樓嶺、平江，進抵朱溪廠、龍門廠、長壽街。中國軍隊第20軍、第79軍各一部在獻鍾、南樓嶺、桃樹港一帶夾攻日軍，主力向朱溪廠、龍門廠之日軍追擊。10月1日，第20軍收複龍門廠後，向長壽街之日軍側擊，第79軍克複桃樹港、麥市、獻鍾、嘉義。3日，日軍第33師團主力與第13師團奈良支隊會師於三眼橋，東趨渣津攻修水；4日，與第27集團軍及第79軍發生激戰後，分別向南江橋、麥市、通城方向退卻。第15集團軍尾隨日軍追擊，先後收複安定橋、長樂街、新市、淚羅等地。5日，日軍全線撤退，上村支隊遭到第54軍新編第23師襲擊後，由營田登船從洞庭湖上逃回嶽陽；至9日，第6師團退向新牆河；第33師團撤回通城；奈良支隊退回通城。作戰中，第27集團軍第134師的一個團，在白沙嶺一線阻敵時，打死一個不小的日軍軍官。日軍突然像發了瘋似地前來搶奪那個被擊斃了的軍官屍體。中國軍隊見屍體竟如此貴重，必有原因，便也發了瘋似地用猛烈的火力打退搶屍的日軍。於是，雙方展開了一場搶奪屍體的惡戰。結果，那屍體還是被中國軍隊給搶了過來，從屍體上的圖囊裏，搜出了第33師團的作戰任務區分和標圖，以及其他極為重要的文件。得知，敵第33師圖將從南嶺攻白沙嶺，再攻龍門鎮，直下長沙，助攻長沙城。
當時楊森集團軍是由西向東布防，重點放在準備阻擊南昌方向來敵。楊森獲得了這個情報後，果斷地變更了部署，把主力都調來圍攻由北而來的第33師團。結果，在長壽街地區，將敵圍住，經一晝夜的激戰，把第33師團主力殲滅大部，殘敵逃到通城去了，中國軍隊在全線追擊中，收複了平江、南江橋等城鎮。13日，會戰結束。
第二次長沙會戰
1941年9月至10月，在抗日戰爭中，中國第9戰區等部隊在湖南省長沙地區對日軍進行的防禦戰役。
日軍為打擊中國第9戰區主力，摧毀中國軍民的抗戰意誌，第11軍在湘北嶽陽以南地區集結了第3、第4、第6、第40師團和4個旅團，配有戰車第13聯隊，野重炮第14聯隊，獨立野戰重炮第15聯隊第1大隊及部分工兵、空軍、海軍部隊，計有步兵45個大隊，炮兵26個大隊，總兵力達12萬餘人；並配有軍艦20餘艘，汽艇200餘隻，飛機100餘架。在司令官阿南惟畿指揮下，采取將主力並列於狹窄正麵上，以縱深突破的戰略，向長沙進犯。
為了阻擊日軍南犯，國民政府軍事委員會令第3、第5、第6戰區對當麵之日軍發動攻勢，以牽製日軍兵力調動，第9戰區對日軍實施襲擊，使其不能集中兵力，然後借新牆河、汨羅江、撈刀河三線陣地，誘敵主力深入至長沙東北地區圍殲。第9戰區參加會戰的部隊共計40個師，50餘萬人，由司令長官薛嶽指揮。
9月7日，日軍第6師團向湘北大雲山守軍遊擊根據地發動掃蕩，以掩護其第3、第4、第40師團在新牆河右岸集結。中國軍隊第4軍進行抗擊後撤守。10日，第58軍增援大雲山，收複該地區；13日，與日軍第40師團在甘田地區遭遇發生激戰，至17日，日軍主力於新牆河北岸展開，完成了對湘北攻擊的部署。18日拂曉，日軍第4師團沿粵漢路向長沙前進；獨立第14混成旅團向洞庭湖南岸進出；第3、第6、第40師團由港口至新牆市一線強渡新牆河，迅速突破守軍正麵防線，續向南進，中國軍隊憑借新牆河英勇阻擊後，向右翼山地轉移。19日，日軍抵達汨羅北江岸地區。
為阻止日軍向長沙推進，第9戰區電令第37、第99軍堅守汨羅江南岸，阻擊日軍；第20軍協同第58、第4軍於19日拂曉向日軍側擊；第26軍由金井向撈刀河以北急進；第74軍向瀏陽河附近急進；準備於長沙以北三姐橋、金井之線實施反擊。此時日軍破譯了第9戰區作戰命令的電報，決定放棄原作戰計劃，命令各師團向東挺進，於撈刀河以北地區圍殲從東麵側擊日軍的中國軍隊。24日，日軍強渡汨羅江，企圖圍殲右翼守軍。21日至23日，第58軍在洪橋，第20軍在關王橋，第4軍在洪源洞以南，與日軍展開激戰，第37軍和第10軍與日軍第4、第3師團激戰於神鼎山、密岩山、班召廟一帶；第2軍與日軍第6、第40師團各一部激戰於甕江、蒲塘地區。突破了第37軍陣地。第37軍被迫向安沙地區撤退。第26軍被日軍包圍於蒲塘地區。該軍於25日夜，奉命向更鼓台、石灣方向突圍；24日晨前來增援第10軍，遭日軍攻擊，苦戰至午，陷於混亂，26日，被迫突圍轉移至石鼓牛及天雷山之線。第74軍從江西趕來增援，在春華山、永安市附近地區與日軍遭遇，展開激戰，又遭日機襲擊，損失甚重，被迫向南撤退。日軍第4師團於26日渡過撈刀河。27日下午該師團一部渡過瀏陽河，並於傍晚從長沙城東南角衝入市內，28日占領長沙。29日，日軍第3師團攻抵株洲附近。