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第二次長沙會戰由於第9戰區指導的失誤，致使日軍一度攻佔長沙，並追擊到株洲，基本達成戰役目的。國民黨軍隊在此次會戰中傷亡及失蹤近7萬人，日軍傷亡2萬餘人。
搜尋殘敵
湘北大捷，中國軍隊搜尋城內殘敵。
1941年12月8日太平洋戰爭爆發。同日，駐廣州的日軍第23軍進攻香港。日軍第11軍為牽制第9戰區抽調部隊南下，策應香港方面的作戰，決定第三次向長沙方向發動進攻，企圖在汨羅江兩岸殲滅第9戰區主力。
此次作戰，日軍使用於湘北主作戰方面的兵力為第3、第6、第40師團和獨立混成第9旅團以及獨立混成第18旅團野口支隊、外園支隊等，另以第1飛行團支援作戰。同時命令駐南昌方面的日軍第34師團、獨立混成第14旅團一部向贛北上高、修水等地攻擊，策應湘北方面作戰。12月中旬，日軍主力開始向岳陽方向集結。
第9戰區根據前兩次會戰的經驗教訓，擬定了徹底破壞道路，在中間地帶空室清野，設定縱深的伏擊地區，誘敵深入，將敵圍而殲之的“天爐戰法”。據此，第9戰區決心集中兵力於湘北方面，誘敵主力於撈刀河、瀏陽河之間地區，反擊而殲滅之。具體部署是：
第27集團軍指揮第20、第58軍，於新牆河現陣地強韌抵抗，爾後待命轉移至關王橋、三江口側面陣地，側擊南進之敵。第37軍在汨羅江現陣地強韌抵抗，爾後轉移至社港市、金井間山地，攻擊南進之敵；第99軍確保三姐橋、歸義、營田、湘陰既設據點陣地及湖防，爾後夾擊進攻長沙之敵；第10軍守衛長沙。
第19集團軍指揮第26、第79軍等部作戰。第26軍第一步確保瀏陽現陣地，爾後俟敵攻擊長沙時，自東向西攻擊敵軍；第79軍以1個師駐株洲，1個師佔領渡頭、東山既設陣地，第194師由清江進駐醴陵，俟敵攻擊長沙時，由南向北攻擊敵軍。
第30集團軍確保平江、三角塘一線陣地，爾後俟敵進攻長沙時，協同第37軍自東北向西南側擊敵軍。第73軍駐寧鄉、益陽，為戰區預備隊。
另外，新編第3軍、預備第5師、江西保安縱隊等部守備高安、武寧一帶現陣地，掩護戰區主力之右側。湘鄂贛邊區挺進軍總指揮王勁修指揮所部切斷崇陽、蒲圻、咸寧一帶敵公路、鐵路。
12月24日傍晚，日軍向新牆河南岸守軍陣地發起全線攻擊，並於晚上渡過新牆河。隨後，以一部圍攻守軍據點，主力分向大荊街、關王橋之線突進。第20軍奉令以一部堅守新牆河以南據點，主力向大荊街轉移。第58軍進出洪源洞、大荊塘之線，側擊南進日軍。
在贛北方面，日軍第34師團與獨立混成第9旅團各一部，於12月25日，分由安義、箬溪等地向西攻擊，先後佔領高安、武寧等地，但在守軍奮勇阻擊下，於1942年1月6日前後，退回原防地。
26日，日軍第40師團猛攻第20軍陣地，陷關王橋及陳家橋；日軍第6師團圍攻守軍黃沙街、龍鳳橋據點；第3師團主力於當夜推進至歸義附近汨羅江北岸。是日，第9戰區命令第20軍及第58軍進攻長樂街之敵，令第37軍及第99軍主力固守汨羅江南岸陣地，阻敵渡河。
28日，日軍第6、第40師團分別在新市、長樂街附近強渡汨羅江，被第37軍阻止。日軍第3師團主力在歸義以西渡過汨羅江，第99軍主力被迫後退至牌樓鋪、大娘橋、新開市之線，逐次抵抗。第37軍第140師由金井向新開市北側地區馳援，阻敵東進，但受到日軍第3師團從左側的威脅，日軍第6、第40師團乘勢在新市及長樂街附近渡過汨羅江南進。入夜，第37軍扼守新開市亙汨羅江南岸之線，與日軍激戰。第99軍主力在營田、大娘橋之線與日軍第3師團棽慷災擰？ 29日，日軍第11軍司令官阿南惟畿改變原定計劃，獨斷地下達“以主力向長沙方向追擊”的命令，令第3師團迅速向長沙攻擊；第6師團以棽抗セ鞽ど常�髁�セ鞽ど騁遠��世媸校壞？0師團主力向金井進攻。
30日，在第37軍與日軍主力激戰於新開市、鴨婆山、浯口一帶之際，第27、第30、第19集團軍分別到達瀏陽、平江棿�ざㄎ恢謾5？戰區決心在長沙地區與日軍決戰，遂令第10、第73軍固守長沙；令第19、第30、第27集團軍及第99軍主力，分由株洲、瀏陽、更鼓臺、甕江、清江口、三姐橋各附近，以長沙為目標，自南、東、北三個方向作求心攻勢。
31日晨，日軍第40師團猛攻
