军委会根据九战区截获的情报,为策应长沙方面作战,粉碎日军的作战企图,利用驻守宜昌的大部分日军被抽调去进攻长沙,宜昌兵力空虚之机,发起宜昌反攻作战。让日军顾此失彼,迫使进攻长沙的日军回兵宜昌,在运动战中消耗、疲惫日军。同时命令第三、第五战区向当面之日军出击,以解轻长沙方面的作战压力。 日军第十一军司令官阿南惟几中将指挥日军早渊支队、第三师团、第四师团、第六师团、第四十师团、荒木支队主力其它所属部队,连续突破九战区新墙河、汩罗江、三姐桥至金井三道防御阵地后,继续向中国军队扼守的长沙外围防线,以捞刀河为基础的第四道防御阵地冲来,同坚守在第四道防御阵地右冀的九战区D军,在春华山、夏家塘、伍家渡一线激战,左冀的九战区E军同日军在王家冲、杨公桥一带激战,将日军阻击在捞刀河两岸阵地前。 激战至9月27日夜,为避免坚守在第四道防御阵地内的二个军遭受巨大损失,战区长官部决定放弃第四道防御阵地。命令坚守第四道防御阵地内的二个军撤出战斗,向洞阳、横江至浏阳河南岸转移,准备侧击日军。 进攻长沙的日军五个师团,从9月18日开始发动进攻以来,在空军航空兵、炮兵和坦克的掩护下,连续突破我军四道防御阵地,攻到位于纵深的长沙城外,但并未能包围歼灭坚守在四道防御阵地的我军各部。在整个外围攻防作战中,坚守四道防御阵地的我军各部官兵给予日军以大量杀伤后,纷纷转移至外线继续侧击进攻的日军各部。为尔后的胜利奠定基础。 9月28日,日军早渊支队突破长沙城防工事,冲进长沙市区,同坚守在市区的F军官兵展开巷战。随后日军第四师团也投入巷战,而日军第三师团则向株洲发起进攻,日军第六师团、第四十师团、荒木支队、江藤支队则同活动在日军进攻路线两侧的我军展开激战,掩护早渊支队、第四师团进攻长沙的战斗。至此,日军发起的第二次长沙会战达到战役进攻高潮。 军委会鉴于长沙方面情况紧急,命令第六战区立即发起对宜昌日军的攻势作战。 9月30日,第六战区发起宜昌攻势作战,包围了驻守宜昌的日军一个师团的兵力。 日军第十一军司令官阿南惟几唯恐宜昌有失,加上进攻长沙的各部官兵经过十几天的连续作战损失较大,后勤补给线被切断。各路中国军队正源源不断地从外围向长沙包抄过来,再不撤退,有被包围歼灭的危险。于是,立即命令进攻长沙的各路日军,火速向岳阳撤退,增援宜昌。 同第一次长沙会战的结局一样,日军在向岳阳撤退的过程中,军委会和九战区命令各部官兵,对撤退的日军乘其疲惫,果敢地追击予以歼灭。 各部官兵接到上述命令后,对撤退中的日军展开追击、截击和侧击,给予撤退中的日军大量杀伤。 10月9日,日军在九战区各部的追击和打击下,狼狈地退回新墙河以北地区。至此,第二次长沙会战湘北战事结束。 日军第十一军集中五个师团及二个独立混成旅团,总约二十万兵力,发起的第二次长沙会战,经过近一个月双方激烈的攻防作战后,又回到战前的位置,这对日军来讲是一个失败。 中国军队自武汉会战后,经过三期整训,作战能力有了大幅提高。进攻长沙的日军,虽然在二十公里宽的狭窄正面上,集中了四十四个步兵大队及三百二十二门火炮和迫击炮,其在湘北正面集结的兵力同武汉会战南岸战场相同,但兵力的密度和火力的密度,远较武汉会战要强。采取的纵深突破和闪电战术更猛烈,在十天以内连续突破我军四道防御阵地。我军各部采取逐次抵抗,迟滞消耗日军的战法,在给予日军一定的杀伤后,转移至外线作战。最后,利用日军疲惫后撤的机会,全力进行追击和截击作战,取得最后胜利。 日军自1938年武汉会战后,发起的几次规模较大的战役,其作战时间大都在一个月以内,有的只有十几天,便匆忙结束战斗,这是因为日军的作战地域是在中国的腹地,加上日本国内的军工生产能力和后勤保障能力有限所至。侵华日军由于兵力不足,战线过长,顾此失彼,疲于奔命,在后勤保障线被我军切断的情报况下,很难进行持久作战。