经过两个中国/军队梯队防线的消耗，以及两翼军队对日军的侧击、尾击、诱击、伏击, 日军第3、6、40师团人员和补给、装备均被消耗掉不少。战斗减员还不是日军面临的最严重的问题, 在飞机轰/炸下, 他们对长沙仍旧有着一战之力。武/器弹/药的短缺才是日军面临的最严峻的问题。
长沙城的工事从1939年就开始修筑，第10军接到防守命令后, 又加紧构筑, 进一步加固。当日军一路急行军赶到长沙城下，面临的是坚固的工事, 和岳麓山上50门重型野/炮。
日军计划在两周内完成作战任务，为了行军速度, 连弹/药都没带多少, 更别论山/炮, 野/炮了，更何况湖南多水, 暴涨的汨罗江, 士兵可以通过简易的浮桥，但大/炮却是不能这么运输的。所以当日本人对长沙城发起进攻时，炮/火优势罕见地在中国/军队这边。
但是日军还有飞机支援, 在火力上虽然稍弱, 但到底没有弱太多。
日军兵分两路, 分别从东北方向和东南方向进攻长沙城。看似将第10军连同长沙城一起围了起来, 实际上, 中国/军队在长沙城四围安排了4个军的兵力, 在日军之外建立起更大的包围圈！日军只要一动, 包围圈就能迅速收拢，吃掉被围困的日军。
北方第190师，南方预10师，同时攻击围攻长沙的日军，半夜10点，收复失地左家塘和白沙岭。而此时，日军加藤大队刚好一头撞进来，与预10师正面遭遇。
人倒霉起来，喝凉水都塞牙，日军指挥官加藤就处于如此境地。刚摆脱了追击的中国/军队，凌晨两点，黑灯瞎火看不清状况，等发现钻进预10军的包围圈时，已经来不及，各队已经和预10军打成一团，而预10军对他们的兵力、火力压制是明显的，加藤部迅速减员。
虽然加藤对天/皇“忠心耿耿”，但是还没做好为天/皇玉碎的准备，他打算带领余下的部队冲出包围圈，然而，合该此地就是他的埋骨冢，混战中，加藤被一枪打中腹部，伤了内脏，短时间内迅速死亡。
其他军官也陆续被中国/军队击/毙在突围的路上，只有池田至兵长运气不错，让他给突围跑了。
参战的军人直觉知道最早死的那个是指挥官，他们放弃追击日军的残兵游勇，返回战场查看击毙军官的尸体，果然从加藤身上搜到了日军出动以来各种计划和命令文件。摸清了第3、6、40师团现在的位置，以及日军缺乏弹/药这一重要情报！
缴获的文件加急送给了薛岳，薛岳看到文件后很高兴，这简直就是得天相助！他迅速下令，命令各集团军按照预定计划向长沙外围合拢，围歼敌军；同时命令守卫长沙城的第10军积极反击，给日军来个里外夹击！将这批日军的性命彻底留在此处！
日军清楚地知道，时间拖的越久对他们越不利，他们急切攻击中国/军队位于长沙城外围的阵地，只有突破第10军各师部的严密防守，才能进入长沙，达到他们的预期目的。
然而，此时不仅仅是日军军官，连普通士兵都觉得，他们占/领长沙的可能性不大了。但为了活命，他们也会疯狂地进攻，邬家庄、小林子街二度易手；日军第18联队对东侧城门反复冲锋，第68联队从南门发动攻击，据点守卫的中国/军队拼死抵抗，以城外街巷为掩体，与日军混战成一片。
日军的弹/药进一步缺乏，这迫使两个师团全员压上，而不能再轮番攻击，防守的中国/军队压力陡增！战至黎明，长沙东郊、北郊、南郊前进地全部失守。中国/军队收缩防线，让出位置，准备让暂时小胜的日军好好喝一壶。
清晨，岳麓山上的野/炮同时开/火，一起轰向阵地上的日军！而中国/军队的王牌师——从“淞沪会战”开始打满全场，德械师全部打光，他们却还越打越强的第74军临时划拨给了第九战区，该军除第58师留在衡阳整训外，主力立即开往横山、渌口、株洲。同时，商震的第4军也火速赶往长沙。
日军暂时占领的阵地，很快又被中国/军队夺回，每个据点战况都是激烈又胶着。为了攻破南门，日军第68联队决心拿下冬瓜山高地。初期他们攻势凶猛，火力密集，中国/军队确实不敌撤退，但是中国/军队并没有放弃。一方面火速下令炮/兵调转炮口朝着敌军炮/火，对敌军进行火力压制。另一方面，面对兵力不足的问题，预10师将传令兵、杂物兵、担架兵、输送兵都组织起来，临战编为一个连队，一同参加战斗！
经过八个小时的反复争夺，预10师最终夺回了东瓜山阵地！日军第68联队第8中队中队长毙命当场！
而此时，外线各路军队开始全线反击日军！而面对数倍于己方的中国/军队，严重缺乏弹/药的日军各联队终于顶不住了要跑。
在第3和第6师团攻击长沙时，第40师团接到的命令就是保证作战军队后方不被中国/军队偷袭。然而之前就说了，为了阻击日军，沿途两翼都有中国/军队，前面两个师团妄图进攻长沙时，第40师团也相继和中国/军队接上了火。
第3、6师团边被中国/军队追击，边跑路的时候，第40师团还在和第37军苦战。长沙城解围，更多的中国/军队腾出手来，终于在激战多日后的某天早晨，第40师团被完全包围。
该师团三个联队同时陷入多面作战，而且弹尽粮绝，日军指挥部命令飞行中队空投过物资，却没有任何效果。眼看着整个师团都要陷在这里，另外两个联队迅速抛弃陷的最深236联队，让伤员和野/战医院掩护主力，另外两个联队拼命突围了。
一路北上的第3和第6联队，除了后面跟着大批中国/军队追击以外，前面还有在他们南下时就埋伏在两翼的部队等着他们在。
第3师团试图渡河时，中国/军队第79师已经架好了机/枪在河北岸等着了。密集火力下，一个照面，第3师团死了500人。日军只好撤退，迂回前进。
撤退至影珠山地区时，前面遭遇中国/军队4个军的拦截，后面还有3个军追击，日军这两个师团被彻底包围。阿南惟几慌了神，立马派第9混成旅南下解围。
混成旅的意思是由步兵、骑兵、炮/兵、装甲、工兵等多兵种混合的机动部队，一般火力比较猛，行动十分迅速。
但是中国/军队仗着人多也不怵，7个军围着两个师团，围点打援，足够了。
第9混成旅到了影珠山地区就开始进攻，中国/军队的第20军、58军立马反击，打了一整夜，第9混成旅干不过两个军，被击溃。留下一个大队200多人尸体后，其余大部撤退。
中国/军队打算对两个师团进行分割包围。阿南惟几从战场上得到消息后，指挥所有陷在影珠山的部队朝着同一个方向突围。
连续作战一天后，第3、第6师团残兵突出了拦截线，继续向北撤退。
中国/军队一直追击到新墙河南岸，新墙河北岸有日军的据点，几个军的兵力，一边搜寻南部地区日军的漏网之鱼，一边袭击新墙河以北的日军阵地。
最终，日军退回武汉，基本恢复战前的势力范围。
这一仗，是抗日战争中，中国/军队数得着的少有的胜仗。
因为这场胜仗，薛岳被日军称为“长沙之虎”，他独创的“天炉战法”一战成名。
“法天地之幽邃，穷宇宙之奥秘，为鬼神所惊泣，人事所难测，无以名之，故曰《天炉战》。”
天炉战法是一种“后退决战”之法，在敌军沿途两翼和当面都布置好军队，不断从侧翼发难，袭击、尾击、伏击不断深入的敌军。
而正面交锋的部队，除了肩负特殊使命的（比如王超奎营长阻敌三日，为后方部队争取集结展开时间），不然都是消耗掉一些日军后，就可以撤退，将日军一步步引入张开的口袋。
而仔细观察天炉战法的战术，就会发现，它其实是静态版的“钳形攻势”。德军用坦克、装甲的超高速度完成对苏军的大包围。
中国南方地区多山、多水、多丘陵的地形，不要说中国/军队没有装甲，就算有，只怕也运转不起来。而薛岳因地制宜，创造性地在沿途密布兵力，用足够的兵力优势弥补机动性上的不足，最终取得巨大的成功！
日军伤亡56944人，俘虏日军中队长松野荣吉以下官兵139人，缴获步骑枪1138枝、轻重机枪115挺、山炮11门、无线电台9架及其他军用品。
这次会战，是《联合国家宣言》签署后，盟军对日交战首场胜利，在国内外都产生了较大的积极的影响。
蒋/介/石待在大后方的重庆，看着战报十分高兴，他在1942年1月11日的日记中写到：此次长沙胜利，实为“七七”以来最确实而得意之作。
而长沙大捷后，美国同意贷款5亿美元给中国，蒋/介/石被任命为中印缅盟军最高统帅，同时，美英宣布废除对中国的不平等条约。
这位旧时代中国的最高领导者，又十分得意了起来。日本人忙着下南洋跟美国争地盘，无力在中国开展较大军事行动，更何况有各个战区在前面顶着，王牌师都转成预备役拱卫着重庆。
偏安一隅当个土皇帝，还有什么可担心的呢？
1942年，中国的人民在挨饿，日本人忙着在太平洋上抢地盘。