穿插，第27师团作为军总预备队随后跟进。
6月6日，日军右路兵团占领沅江；中路一线两个师团突破新墙河防线。国军守军第20军抵挡不住，退守平江。6月8日，日军第68、第116师团抵达长沙市郊区，仅留1/3的兵力攻城，主力则绕过长沙，继续南进，直逼衡山一线。6月13日，中路跟进的第2梯队之第34、第58两师团，在第1梯队清扫过后的道路上，快速挺进，突击到了长沙城下。6月16日占领长沙以西战略要地宁乡。
时国军第九战区司令长官薛岳指挥战区机动部队4个军向北迂回时，与日军最精锐的左路兵团遭遇。国军4个军毫无防备，慌忙间胡乱应战，不料一触即溃，败向江西。6月18日，长沙最后之屏障岳麓山失守。同日，长沙失守。
长沙一失，薛岳各部均被击破，根本无法集结，中国军队在长衡地区已经无法组织起整体防御。衡阳便成为国军阵营期望的中流砥柱，实际上已经成为日军战略包围中的孤城，成为世人瞩目的焦点，也成为战争旋涡的眼位所在。死活，在此一举！