接到九戰區司令長官薛岳的指令后，孫玉民當即命令董文彬率領他的部隊當先出發，援救湘鄉的王甲本七十九軍。
日軍自益陽開始，就一路被孫玉民部追擊著，攻寧鄉又被七十三軍彭位仁部耗損了不少兵力，此次交戰給戴存祥和董文彬聯手重創了一個多聯隊，雖然大部還是逃脫，但他們打到湘鄉時，整個四十師團比起剛進入湖南境內時，己然折損了近半的兵力，如若不是橫山勇親自坐鎮岳陽指揮，青木成一恐怕早已經率部撤退了。
和東路、中路的順風順水的同時，而青木成一雖然也按照計劃一路進軍，可是連著幾戰，被孫玉民的部隊揍得他苦不堪言。現在擺在他面前的路只有一條，那就是盡全力攻取湘鄉，然后固守住這座小城，等待著其他兩路友軍攻取長沙之后，再圍攻這支讓他損兵折將的中國軍隊王牌：十二軍！
坐鎮岳陽指揮的橫山勇也看到了這一點，所以他一面關注著西路第四十師團的戰況，一面督促著各部對長沙周邊地區的進攻，同時嚴令五十八師團和三十四師團加緊步署，盡快發起對長沙城的攻擊。
接到橫山勇的命令后，東路日軍于1944年6月10日開始向瀏陽實施夾攻，第3師團在師團長山本三男的指揮下，迅速突破了國軍44軍的高開橋陣地，由西、北面向瀏陽城城垣展攻擊；赤鹿理中將統領的第13師團則以第65聯隊經古港，從東面進攻瀏陽城，而其余的主力全部迂回至瀏陽城南，在所屬山炮兵第19聯隊強大的炮火支援下，對瀏陽城發動了瘋狂的攻擊。國軍第44軍在軍長王澤俊的親自督戰下，其部150師、161師、162師均傷亡慘重，但仍是苦守了三天半，在未有援軍到來的情況下，激戰至14日上午，被迫突圍，瀏陽被占領。
中路日軍兩個師團：巖永汪的第116師團和佐久間為人的第68師團分別從汨水渡河，在春華山附近強渡撈刀河，擊退守衛長沙的第4軍的外圍警戒部隊，在瀏陽失陷的當日進抵株洲及其東南的石亭附近。守軍沈發藻部暫2軍的暫7師，稍稍抵抗之后，便退守到了淥水南岸。
與此同時日軍第34師團在師團長伴健雄的指揮下，強渡過湘江，進抵岳麓山東、北兩面；毛利末廣率領的日軍第58師團也進至長沙東面，三面圍城之勢已成。
盡管不愿就這樣灰溜溜地把司令部后撤，可是薛岳并沒有太好的辦法，能阻止得了日軍兵鋒。原本長沙外圍還有著暫2軍和44軍，可是沈發藻其人不愿自己再成個光桿司令，不想87師的情況再次上演，只讓其部暫7師在石亭附近稍作抵抗，便退守至了淥水南岸；王澤俊的44軍算是拼定了所有的力氣，可實在架不住日軍兩個師團的攻擊，如果不是部下咬牙殺開條血路突圍而出，恐怕連他本人在內，都得喪生在瀏陽城中。
現在的長沙城，除去張德能的第四軍外，惟獨只剩下了張小虎的二十師。
二十師是孫玉民的起家部隊，坐擁58、59、60旅三個旅九個團，外加炮團和師部直屬部隊數萬人馬，較之有59、90、102師三個師的第四軍，兵力和裝備都在其之上。按照薛岳的親自劃分，岳麓山及其周邊歸張德能第四軍防守，長沙市區歸張小虎第二十師防守。
孫玉民在前往湘北之前，就叮囑交待過張小虎，讓他切勿把第四軍當成十二軍的部隊，以前歐震在任時，第四軍尚還是一支鐵軍，可自他升任二十七集團軍副總司令以后，第四軍的戰力就每況愈下，張德能實不是一個能真心托付之人，這種友軍完全不可靠。他再三交待張小虎，凡事都要靠自己，凡事都要想著弟兄們，雖然沒有明著說出，讓他在適當時機棄城而退，可話已經算是講得很明白。