自日軍發起第二次全面總攻以來，中國軍隊在夜間發動的逆襲幾乎就從未停止過，與116師團相鄰的日軍第58旅團在連日的作戰中傷亡慘重，其第65、115、116步兵大隊的戰鬥兵源已經所剩無幾，此時唯一能繼續攻勢的僅剩下了停兵山之戰後經過補充的步兵第117大隊。

　　7月16日，為了奪取楓樹山以東的33高地，日軍步兵第117大隊在師團炮火的掩護下向守軍陣地發起攻擊，當抵達目標下方時集體向我軍陣地內投擲手雷，不過中國軍隊隨後又將部分手雷扔了回來，雙方迅速陷入了慘烈的白刃戰。在遭到來自我方機槍陣地的密集火力打擊下，先期突入的第5中隊此時已經全部戰死，為了確保該陣地117大隊的剩余兵力在永裡大隊長的率領下紛紛越過壕溝衝進了33高地內，死守該陣地的西南一角等待援軍。

　　根據日軍117大隊幸存的士兵回憶:當大隊終於成功佔領該高地後，中國軍隊隨即組織數百人規模的大反擊，並且此時盟軍的飛機也抵達戰場，向日軍投擲帶有降落傘的高爆航彈，這令死守陣地的日軍傷亡極大。危急時刻，永裡大隊長向師團所屬之炮兵部隊拚命的請求火力支援，部分日軍士兵因彈藥已經耗盡，只能撿起中國軍隊投擲過來帶有木柄的手榴彈進行還擊，最後甚至只能撿一些石塊向對面扔過去。在其余的各處高地，面對一波又一波瘋狂進攻的日軍，第十軍的一線部隊陣地正在承受著巨大壓力，由於缺少能夠有效壓製日軍大口徑火炮的武器，我軍官兵只能在敵人快要接近陣地外圍時對其發起反擊。

　　根據預10師29團官兵的回憶，在一場慘烈白刃戰過後，我增援部隊抵達前線時發現有一名身材魁梧的士兵正坐在陣地中嘶吼著什麽，當他們走近了之後才聽清楚原來這名士兵是在喊著一個又一個名字，此時他的雙眼蒙著厚厚的紗布，顯然是被日軍炮火炸瞎了，不過就是在這種情況下他依然在手中緊緊的握著一枚沾滿鮮血的手榴彈，似乎在等待著什麽。

　　可是喊著喊著他卻突然罵了起來:“好啊，你們這群怕死鬼！之前一個個的都喊著要寧死不退，現在全他媽都丟下陣地逃了！你們全是孬種！”此時身旁的人終於明白了，原來他是在喊著自己連隊戰友們的名字，於是忍不住走了過去，拍了拍他的肩膀說道:“兄弟，你的連隊沒有一個人是逃兵，他們現在依然在陣地上，只不過再也聽不到你的聲音了！”

　　原來在這場激戰之中，除了這名倔強的“瞎子”活下來以外，整個連隊的所有人都已經陣亡了，聽到這裡“瞎子”的身體仿佛時間停頓了一般一動不動，沒一會兒便開始放聲大哭。雖然此處陣地是這支英雄連隊用鮮血與生命換回來的，但是根據軍部命令，增援部隊在打退日軍的進攻後應該快速打掃戰場，搶救傷員並且返回主陣地內。可是這名“瞎子”卻死活不肯隨增援部隊撤退，他唯一的請求就是希望多留給自己一些手榴彈，很顯然他已經準備好做出最後的犧牲了。

　　在苦勸無果後，戰友們知道再勸下去也無意義，所以只能同意將隨著攜帶的手榴彈全部留給他，臨行前所有士兵向他敬禮表示敬意，隨即忍著淚水撤回了主陣地。雖然沒有人知道這名“瞎子”最後的結局如何，但所有人心裡都清楚那會是一個怎樣壯烈的結局。

　　7月17日夜，位於衡陽南部的西禪寺高地曾一度被日軍攻佔，此時正在後方待命的48師戰防炮營步兵連連長楊光榮看到了從西禪寺方向退回來了十幾名士兵，

他迅速跑上前去詢問，士兵們垂頭喪氣的說道:“連長，西禪寺丟了！”這一突發的戰場情況讓楊光榮感到十分震驚，他很清楚西禪寺高地的戰略地位非常重要，如果真的被日軍佔領，那麽作為衡陽核心陣地的天馬山便會提前暴露。　　而天馬山一旦失守，衡陽城的西南方向則門戶洞開，所以他馬上下定決心無論如何要想辦法把西禪寺給搶回來。楊光榮隨即命令這十幾名士兵原地待命，自己跑到了營部向營長請戰，營長在得知西禪寺失守的消息後也十分緊張，不僅批準了楊光榮的請戰要求而且還命令營部的軍械兵、文書以及通訊兵等十幾人跟隨楊光榮一同出戰。此時正值深夜，楊光榮率領這30多名士兵偷偷的摸到了西禪寺高地下方，他將這些人編為三個小組，一組、二組負責正面攻擊，三組潛伏在圍牆外候命，分配完作戰任務後攻擊小組迅速采取了行動，所有人將帽子反戴避免軍徽在月光的反射下被日軍察覺。

　　此時的日軍也只是剛剛佔領西禪寺陣地不久，兵力並不多而且還在抓緊時間修築工事，面對突然衝上來的數十名中國士兵一下子被嚇了一跳，雙方連開槍的時間都沒有就陷入了慘烈的肉搏戰。可是隨著發覺中國軍人反擊的日軍越來越多，楊光榮率領的這20余人開始陷入被動，正在這萬分危急之時潛伏於圍牆外的三組似乎已經預感到了什麽，紛紛越過圍牆大聲喊:“殺！”原本寂靜的夜晚，三組這10多人突然的喊殺聲可以說撼天震地，極為瘮人。

　　而日軍在看到又有中國軍衝了上來之後心裡開始發慌，由於是夜間日軍也搞不清這股反攻的中國軍隊到底來了多少人，隻覺得好像不停的有中國軍人在加入反攻，而在得到了三組支援的楊光榮們士氣大振，也跟著大聲喊起了殺！最終日軍徹底崩潰，紛紛向山下逃去，此戰由於楊光榮英勇果敢的指揮使得西禪寺陣地失而復得。可是他清楚這樣的逆襲也許只有一次成功的機會，下一次如果再有大股的日軍來襲，僅憑他們這幾十人是肯定守不住的。而雙方進行反覆的拉鋸戰對第十軍來說是極其危險的，如此消耗下去第十軍的兵源會越來越少，而且目前部分陣地已經發生了彈盡糧絕的情況，許多一線的士兵不得不拿起日軍的武器進行還擊。

　　7月18日，位於大西門方向的日軍獨立步兵第57旅團已經推進至距離我軍防線不足百米的位置，當天日軍第6飛行戰隊飛臨守軍陣地上空開始投彈，隨後日軍步兵向我軍發起大規模衝鋒。可是，即便在遭受日軍如此猛烈的空地火力打擊下，我守軍官兵依然牢牢控制著外圍陣地死戰不退，以密集的手榴彈向日軍突擊部隊連續投擲了足足1個小時之久，最終將其擊退。不甘心失敗的日軍第57旅團長志摩源吉命令各突擊大隊重新組織兵力，準備向駐守大西門防線的第十軍陣地再次發起攻擊，與此同時日軍第44飛行戰隊也抵達衡陽上空，以火箭彈猛烈射擊中國守軍防線。經過一晝夜的激戰，日軍第57旅團負責攻擊的各步兵大隊已經傷亡殆盡，依然無法突破大西門防線。

　　7月19日，在橫山勇的命令下日軍第44飛行戰隊於後方換裝了特種燃燒彈，這批日軍戰機在飛抵衡陽上空後沒有選擇將炸彈投至守軍陣地，而是泄憤似的投向了衡陽城內，致使城中的8處地點瞬間燃起了熊熊大火，造成正在各處野戰醫院內接受救治的第十軍兵患傷亡慘重。此時，日軍各攻城部隊已經在衡陽連續發起了9天的總攻作戰，在兵力、火力佔據壓倒性優勢的情況下依然沒有能夠徹底動搖中國軍隊的核心防線，這讓不少參與一線作戰的日軍官兵心裡開始產生了己方是否能取得最終勝利的懷疑。

　　盡管第十軍已經給日軍的有生力量造成了極其嚴重的殺傷，可是方先覺心裡清楚作為孤軍的第十軍此時戰死一人就少一人，而預備第10師身為突在最前面的軍主力，經歷了日軍的兩次總攻擊後傷亡也十分巨大，許多連隊成建制的犧牲在了陣地上。可是對面的日軍在外圍還有大量的援軍可以補給有生力量進行持久戰，如果繼續死守張家山、楓樹山、五桂嶺等陣地，不僅會造成有限的兵力被過度分散，而且還會與日軍形成消耗戰，所以方先覺命令預10師將僅存的兵力收縮至樂屏山、蘇仙井、天馬山、西禪寺、回雁寺等核心防禦圈內。

　　此時在第十軍二線陣地外圍的山坡上已經堆滿了日軍士兵的屍體，戰至7月19日，日軍為了攻佔西禪寺、虎型巢、楓樹山、張家山、五桂嶺等陣地已經付出了傷亡2萬余人的代價，其陣亡士兵的遺體已經將各處陣地的交通壕全部填滿了。而第十軍目前已在衡陽堅守了近30天的時間，由於戰鬥進行的異常慘烈，守軍武器彈藥的消耗速度大大超出了戰前的預計。

　　根據預10師迫擊炮連的士兵回憶，在退往核心陣地之前他們所在的連隊已經向日軍發射了近3000發炮彈，許多炮兵由於得不到後方的補給只能加入步兵連繼續作戰，為了減少武器彈藥的過度消耗，方先覺向一線部隊下達了三不打原則:看不見不打，瞄不準不打，打不死不打。由於日軍在第二次總攻期間各攻城部隊均采用人海戰術並且不分晝夜的執行對任務目標的反覆衝鋒，所以我守軍將士只能把敵人放近後再使用集束手榴彈進行反擊，隨後衝出陣地與其肉搏。

　　在戰局最危急的時刻部分日軍曾逼近至蘇仙井以南的新街口陣地，企圖以此切斷預10師與第3師陣地之間相互聯系的交通壕，不過在第3師9團上校團長蕭圭田的率領下，我軍向日軍發起數次大規模反擊又將這些失守的陣地重新奪了回來。據日軍攻堅聯隊幸存士兵的回憶，在南部高地的戰鬥期間日軍曾經無數次遭遇過己方剛剛奪下陣地，前方就會突然出現數百名“重慶軍”士兵向他們撲來，在一通混戰之後日軍馬上就會被趕下去，許多付出了慘重代價而攻佔的陣地始終無法確保，而在此前與其他中國軍隊交手的過程中，他們還從未遇到過如此善於逆襲的對手。其實通過研究衡陽戰史我們可以發現，預備第10師在衡陽南部的陣地幾乎都是為了保存實力而逐步後撤的，日軍也只能在我軍後撤後才能在一處陣地站穩腳跟，否則便會陷入無休止的逆襲與反擊之中。

　　在第二次總攻期間，日軍第11軍司令官橫山勇曾命令炮兵對我軍陣地進行無差別射擊，即使有些陣地已經陷入了混戰，但只要還有中國士兵的身影，日軍的炮兵依然會對其進行轟擊，完全不顧已經突入陣地的日軍性命，而這種殘酷的戰法其實也並不是橫山勇首創。在1904年日軍進攻俄軍駐守的旅順要塞時，前期負責在東北方向主攻的日軍第9、11師團在俄軍瘋狂的反擊中幾乎全軍覆沒，為此日軍第三軍司令官乃木希典不得不改變策略，將目標定在了旅順西北的203高地上，負責攻打此處陣地的是日軍第1師團，經過近一個月的血戰日軍的攻擊再度失敗，乃木希典被迫下令停止攻擊。

　　此時位於印度洋上的俄國海軍太平洋第一分艦隊已經向海參崴駛來，一旦日軍不能在年底解決旅順要塞的戰鬥，那麽位於旅順軍港內的俄軍太平洋艦隊就會與前來增援的第一分艦隊成功匯合，屆時由東鄉平八郎率領的日本聯合艦隊就將徹底失去全殲俄國遠東海軍的戰機。正當乃木希典陷入苦惱時，一個人的到來改變了日軍被動的局面，他就是前任日本陸軍大臣:兒玉源太郎。

　　作為日本現代陸軍歷史上最具盛名的軍事天才，兒玉源太郎此時的身份是日本滿洲軍總司令大山岩的參謀長，在經過縝密的分析後，他認為乃木希典在日軍的前三次總攻擊中已經將所有可以使用的辦法幾乎用盡，唯獨有一點還可以稍加修正，那就是把炮火準備改為炮火覆蓋。兒玉目的很簡單，傳統的炮火準備在俄軍堅固的要塞防禦工事面前幾乎不起到什麽作用，所以當日軍步兵向上突擊時依然會遭到俄軍的猛烈反擊，只有將炮火打擊與步兵衝鋒同時進行，這樣才會徹底壓製住俄軍的反擊效率，不過這種瘋狂的戰法也勢必會造成日軍士兵被自己人的炮火所殺傷。

　　得到兒玉源太郎的指點後，乃木希典馬上命令第三軍將炮火準備更改為炮火覆蓋，果然在後續的戰鬥中日軍成功奪取了203高地要塞，最終取得了旅順戰役的勝利。40年後，作為衡陽會戰日軍最高指揮官的橫山勇似乎面臨著與當年乃木希典在旅順前線時同樣的困境，所以為了盡快的結束衡陽戰事，他不得不使用這種殘酷的戰法，希望攻城部隊能夠抓住戰機有所突破。

　　雖然日軍的這種瘋狂的戰法給我軍造成了極大的傷亡，但是在第十軍官兵的頑強阻擊下，日軍依然未能突破我軍的核心陣地。一名幸存的預10師步兵連長在戰後曾回憶道，日軍第二次總攻後期我軍蕭家山陣地告急，他的連隊奉命前往增援，抵達戰場後正值日軍的後續部隊也趕了上來，雙方隨即發生了慘烈的近戰。在兩側高地的機槍火力支援下，日軍傷亡慘重逐漸開始向後撤退，戰後這名連長從死人堆裡爬起來時發現整個陣地上只剩下了自己一個人，而那些幾分鍾之前還十分熟悉的面孔此時已經東倒西歪的躺在戰壕內外。

　　正當他感到悲憤交加時突然發現在自己陣地右側的機槍碉堡還在不停的向外射擊，他隨即拿起武器向碉堡跑去，當這名機槍手回頭髮現連長跑了進來以後大叫到:“連長，你怎麽跑到我這裡來了?你應該去指揮全連戰鬥啊！”連長說道:“好了，你不要說了，現在全連的弟兄都已經犧牲了，只剩下我們倆了，從現在開始我與你在這裡共存亡！”說完他便拿起機槍準備向外射擊，可當他從機槍射孔望向碉堡外時才發現了一幕讓自己終身難忘的景象，此時日軍的屍體竟然已經從山腳下堆到了我軍機槍碉堡的射口面前！遠遠看過去整個蕭家山陣地的前方就像被鋪上了一條卡其色的地毯，僅在這個高地上日軍就至少陣亡了2000余人。而且這些屍體的存在已經嚴重阻礙了機槍碉堡的射界，只有將堆在眼前的日軍屍體打碎打爛，他們才能繼續向下射擊，戰鬥打到這種程度可以說在中日全面交戰的7年中，日軍還從未遭遇過像第十軍這樣“魔鬼般”的對手。

　　而相比於陣前的慘烈，日軍後方野戰醫院的畫面則更加讓人無法忍受，許多受傷的日軍士兵甚至不願意住在那裡紛紛逃回了原部隊。因為此時第十軍的抵抗已經接近30天，日軍在戰前完全沒有預料到其主攻部隊在衡陽的戰事會拖延如此之久，原本所攜帶的醫療藥品早已被消耗殆盡，導致野戰醫院內到處都是殘肢斷臂屍臭難忍，成千上萬的日軍重傷兵因無法醫治只能等死。根據日軍傷兵回憶，在整個衡陽作戰期間，位於南部幾處野戰醫院內最終因戰傷死的日軍官兵達到了1萬余人，而在戰後因傷口感染導致病發症最終死於後方的士兵也有上千人之多。

　　而原本日軍作戰的習俗是無論如何都要把陣亡戰友的屍體完整帶回，進行火化後將骨灰送回本土交給其親人，可是目前衡陽戰場的慘烈程度已經讓這種傳統必須進行簡化，由於在前線陣亡的日軍人數實在是太多，負責收容官兵遺骸的衛生隊員們只能勉強將陣亡士兵的手掌砍斷後帶回進行集中火化。當看到一列列來自衡陽前線的車廂內載滿了戰死者的斷腕後，如此駭人的畫面讓後方等待增援的日軍士兵不停嘔吐，並且產生了極其強烈的厭戰心理。

　　此時所有人才真正意識到正在前方對衡陽進行強攻的68、116師團似乎已經遭到了滅頂之災，可是他們實在是想不明白在這樣一個不起眼的小城中到底發生了什麽，能夠讓如此多的日軍士兵命喪於此。不過他們也十分清楚，一旦攻城部隊再度失利，那麽自己則很可能會被當作補充兵派往一線作戰，因此在這些後方士兵的心裡沒有人願意比別人更早的達到衡陽，所有人希望的只是戰爭可以早點結束。

　　根據日軍第68師團收容隊的戶田芳郎回憶:在日軍佔領了楓樹山陣地後，他和戰友即被命令前往一線收容陣亡士兵的遺體，由於日軍在這幾處高地戰死的人數實在是太多，收容隊的衛生兵只能用刀將這些陣亡士兵的手腕砍下裝進水桶中。當戶田芳郎背著裝滿手腕的水桶向後方返回時，突然遭到了美軍戰機的掃射，由於緊張他一頭栽倒進左側的一處土溝裡，而水桶內的戰友斷腕則散落一地。

　　為此他不得不合掌祈求這些逝去的戰友原諒自己，而撿著撿著他又想起了這些日出之前還活生生的士兵，如今卻變成了這些殘缺的手掌，內心不由得感到無限傷感，但也只能在心中一遍又一遍的告誡自己，這就是戰爭。在抵達焚燒點後，戶田將準備寫上戰友名字的竹片分別擺放於密密麻麻的手腕旁邊，可是當他親自動筆寫下這些名字時，戰友們生前的一幕幕畫面就浮現在自己的眼前，使他再也控制不住自己的眼淚，看著這些戰友僅存的遺骸化作一縷青煙後，戶田用沾滿泥土的雙手擦拭掉淚水，整理好骨灰轉身返回了收容隊駐地。

　　7月20日，由於衡陽城久攻不下，加上此前日軍在塞班島及英帕爾地區遭到了盟軍毀滅性的打擊，因此日本首相東條英機只能宣布辭職並且解散戰時內閣。在這種內憂外困的情況下，橫山勇不得不再次下令日軍停止總攻，此時身處衡陽一線的日軍炮兵聯隊所攜帶的炮彈已經全部打光了。而為衡陽前線執行水路運輸補給的“宣揚丸”號也已經被中美空軍擊沉，其搭載的200余噸戰略物資連同船隻全部損毀，此後日軍除了組織一些小規模襲擾以外，中日雙方開始了長時間對峙。

　　日軍在攻佔了虎型巢、五桂嶺、張家山、楓樹山等陣地後，已經筋疲力盡無力繼續進攻，在這次規模更為龐大的第二次總攻擊中，日軍僅得到了衡陽外圍的部分二線陣地，而衡陽城防體系的真正核心陣地還依然牢牢的掌控在我軍手中。根據日軍士兵在戰後回憶錄中的描述，在第二次總攻擊的後期，由於許多日軍士兵是從其他師團臨時借調補充進衡陽戰場的，所以當這些補充兵在抵達戰場親眼目睹了漫山遍野的日軍屍體後，內心受到了極大的震撼。他們在原部隊執行阻擊救援衡陽的中國軍隊任務時只是聽說了包圍圈內的68、116師團攻擊受挫正陷入苦戰，但是他們萬萬沒有想到攻城戰鬥打的會如此慘烈，所以當這些補充兵衝向我軍陣地時許多人手裡握著的刺刀都在不由自主的發抖。而戰至這種程度步槍對雙方來說已經沒有多大用處，剩下的只有手榴彈戰和肉搏戰，為了引誘我軍機槍陣地開火，日軍在夜間經常會組織上百人一起摸到我軍陣地下方，隨後同時拍掌，等我軍機槍更換彈夾時再蜂擁而上進行衝擊。

　　除了慘烈的搏殺，在日軍第二次總攻結束後位於衡陽南部的幾個小池塘中許多中日士兵竟同時在一處洗澡，而在陣地上雙方士兵則依然在對峙，不過並沒有人開火。因為在經歷了長達30余天的交戰後，衡陽城周圍的上空散發著漫天的屍臭，而且交戰雙方士兵的身體也沾滿了汗漬血跡，加上讓人無法忍受的炎熱氣候，所以在這種情況下處於最前線的部分中日兩軍士兵開始不約而同光著身子進入池塘裡洗澡。除了天氣，吃飯對日軍來說也是一個大問題，經過前兩次總攻擊後，日軍這十幾萬人已經將衡陽地區周圍半徑15公裡內所有可以吃的糧食都快吃光了。

　　而第十軍的士兵也已經開始吃鹹菜泡水了，偶爾能看見位於兩軍火線之間的池塘裡還有魚遊動，此時它們也成為雙方士兵爭奪的“戰略物資”。曾有一名不甘饑餓的中國士兵冒死跳入水中，好不容易摸到一條魚後由於緊張又失手掉了下去，而此時在對面的日軍陣地中突然發出了一陣陣笑聲，仿佛是在嘲笑這名摸魚的中國士兵，不過卻沒人向他開槍。顯然對於雙方來說，沒有人願意打破這暫時的“寧靜”，因為一旦戰火重開，誰也不知道自己還能否再見到明天。

　　在日軍第二次總攻擊結束後作為116師團的主攻部隊，133聯隊再一次遭到了毀滅性打擊，其新到任的第一大隊大隊長關根彰大尉陣亡，第二大隊大隊長足立初男大尉陣亡，第三大隊大隊長迫八郎少佐陣亡，加上在之前第一次總攻擊中陣亡的3名大隊長，133聯隊僅在衡陽一地就已經陸續陣亡了6名大隊長，這在其整個聯隊所組建歷史上還是第一次遭遇到如此嚴重的傷亡。更為重要的是，在第二次總攻擊期間133聯隊的步兵中隊長及小隊長在戰鬥中已經全部戰死，而該聯隊在開戰之初的滿編兵員為4200人，戰至此時整個聯隊僅存360人，由此可以看到日軍一線部隊在第二次總攻擊期間的傷亡率已經達到了驚人的90%以上。

　　這還沒有算臨時調配給133聯隊的援兵傷亡，根據相關資料顯示在第二次總攻期間日軍133聯隊曾領受了來自218聯隊的1個步兵大隊兵力作為補充，而這些作為補充力量的日軍在後來的戰鬥中也幾乎全部戰死。由於此時133聯隊的基層軍官已經所剩無幾，聯隊長黑瀨平一只能任命軍曹、上等兵代理步兵中隊、小隊繼續指揮作戰。相比之下120聯隊的情況則更加悲慘，不僅基層官兵傷亡殆盡，其聯隊長和爾基隆大佐也於7月20日在杏家村一線的作戰中陣亡，導致本就陷於苦戰的一線部隊士氣極為低落，戰至7月底時甚至連我軍的部分外圍陣地都沒有能夠攻克。

　　雖然在第十軍官兵的頑強抵抗下日軍已經付出了極大的代價，但是由於雙方投入的兵力過於懸殊，作為主力的預10師在經歷了日軍的兩次總攻擊後，一線部隊也傷亡慘重，許多非戰鬥人員被編入了作戰序列準備做最後的抵抗。輕傷員一律不下火線，因為他們也清楚由於雙方交戰以達30多天，缺少補給背水一戰的第十軍藥品早已消耗殆盡，因此這些傷員下火線的結局無非是死在城內罷了，與其痛苦地死去還不如戰死在陣地上來的痛快。

　　作為師長的葛先才自從軍以來還從未在戰場上主動提出過後撤，可是這一次他實在是挺不住了，所以向軍長方先覺提出了是否可以將預10師的部隊向後撤一撤喘口氣，方先覺雖然深知預10師目前的傷亡十分巨大，但為了整個南線戰局的穩定，他依然命令葛先才不許後撤，必須堅守住最後的陣地。

　　至7月20日為止，日軍在衡陽攻城作戰中的總傷亡已經達到了4萬余人，此時許多一線步兵中隊的指揮權均由曹長、上等兵代理，而由這些由士兵代理的中隊在進攻中因缺乏有效的實際指揮經驗，相互之間缺少協同配合，反而加大了日軍的傷亡。因此，在面對如此被動的情況下橫山勇不得不改變策略，在攻陷衡陽與全殲九戰區主力之間他必須做出選擇，在左右權衡後橫山勇下定決心，必須不惜一切代價徹底結束衡陽城內的戰鬥。

　　因為此時衡陽焦灼的戰局已經嚴重損害了日軍的聲譽，如果不能盡快解決攻城方向的戰鬥，那麽日軍後續的湘桂戰役第二階段將無法順利展開，所以他命令集結在衡陽外圍阻援部隊迅速調整部署，準備向第九戰區救援衡陽的主力部隊發起一場大規模反擊。在橫山勇看來只有先將這些增援部隊全部擊潰，日軍才能抽出全部力量進攻衡陽，雖然理論上來說由2個半師團來進攻由1個殘軍組成的第十軍應該是綽綽有余的，可是目前衡陽方向的戰事已經打了近1個月，不但魚沒上鉤，魚餌都馬上要被吃光了。

　　原本橫山勇的戰略是希望通過以攻擊衡陽後以此為基點，將外圍的第九戰區各路援軍全部咬住並吃掉，可是目前這兩個目的一個都沒有實現，負責攻城的日軍傷亡越來越大，在衡陽周圍負責阻擊任務的日軍傷亡也不小，所以此時只有集中力量先徹底解決其中一個麻煩後，另一個麻煩才能騰出手去解決。

　　橫山勇利用第二次總攻擊停止後的間隙，命令外圍日軍開始向第九戰區各路增援部隊發起全面反擊，其目的就是盡可能的將各路中國援軍擊潰驅散，為軍主力部隊快速拿下衡陽做好清場工作。

　　其具體命令如下:

　　(一)山本三男之第3師團以主力於衡陽以東地區牽製並擊潰敵20、37、44軍，迫使此方向的中央軍不能向衡陽靠近。

　　(二)赤鹿裡之第13師團以主力迂回至衡陽東南地區，擊潰敵37、26、65軍，控制粵漢鐵路耒陽至衡陽一線，阻止中央軍北上救援衡陽。

　　(三)落合甚九郎之第27師團將駐地防務交由衡山臣平第2野戰補充隊，率師團主力南下阻止顧祝同之第三戰區中央軍救援衡陽。(該師團南下途中遭到國軍95師、162師的尾隨追擊，行動進展緩慢)

　　(四)青木誠一之第40師團鞏固既有防線，以一部兵力進至衡陽鐵路線以西的白鶴鋪一帶阻擊中央軍。

　　不過，橫山勇不虧是老奸巨猾的日軍將領，他打算借著日軍主力向衡陽外圍第九戰區援軍反擊的部署引誘城內的第十軍出動出擊，爭取一石二鳥，為此他下令攻城日軍開始打掃戰場，收攏部隊後佯裝撤退。而駐守南部高地的第十軍官兵在觀察到日軍士兵正在架設浮橋、打著燈籠有序的向後撤退時果然上當了，紛紛向上級請示追擊正在撤退的日軍部隊。得知日軍主動撤退的消息後，方先覺根據目前的戰場態勢以及縝密分析了橫山勇的性格後得出現階段日軍絕不可能會主動從衡陽撤退的判斷，因此他果斷嚴令各處守軍不可擅自出擊，而且要求所有一線部隊需更加警惕對面日軍的動態，以免在夜間遭到突然襲擊。

　　雖然日軍在地面上停止了大規模攻勢，但是在空中卻絲毫沒有減弱對衡陽城的轟炸力度，經過日軍的兩次總攻後，此時的衡陽城內已經是一片殘垣斷壁，多數街區在日軍戰機的無差別轟炸中已被夷為平地，昔日的繁榮“小上海”如今儼然化作了人間地獄。與此同時，方先覺也預感到了日軍在這次喘息之後肯定會再一次發動大規模進攻，就目前的力量對比作為軍主力的預10師官兵傷亡已經達到70%，第3師的部分兵力在日軍第二次總攻期間已經被調往南部高地參與防守，所以此時周慶祥手裡只有一個團的兵力負責衡陽西北池網區域的作戰。雖然日軍在城北方向並沒有采取什麽行動，但是方先覺卻不敢輕易掉以輕心，因為在湘江東岸日軍的第13師團主力早已在那裡虎視眈眈。

　　結合以上情況，一旦日軍再發動一次大規模攻勢，第十軍很可能會抵擋不住，所以他向軍委會發了一封求援電報:“衡陽危在旦夕，個人事小，國家事大，救兵如救火，無論如何請派一團兵力突入城內，我們自有辦法”。其實方先覺這封電報中的要求已經非常低了，我們不清楚此刻的第十軍有什麽辦法能僅用一個團的兵力就扭轉戰局，可是就當前的局面來看，別說一個團的援軍，第十軍從始至終連一個援兵都未曾得到。

　　不過，軍委會接到第十軍的求援電報後還是命令各路援軍不惜一切代價增援衡陽城，其中62軍已經打到了衡陽西南的五裡亭附近，而在城內的第十軍官兵也已經可以十分清晰的聽到援軍中正式步槍的聲音，根據第十軍幸存士兵的回憶，這是他們在整個衡陽戰役期間感覺到援軍最近的一次。7月23日，62軍軍長黃濤向第十軍發了一封電報，要求第十軍派出接應部隊前往五裡亭與62軍先頭部隊匯合。

　　方先覺在接到了這封電報後甚是欣喜，馬上命令軍直屬特務營營長曹華亭組織150人的敢死隊突出城外日軍封鎖線前往西南的接應地點引領援軍入城。可是這150人已經是方先覺可以拿出的最後一點機動兵力，如果被打光了那麽第十軍將再無可調配力量進行補缺，所以此刻的方先覺已經把寶全部壓在了62軍身上。當天夜裡由曹華亭率領的這150名精銳經過激戰順利衝破日軍封鎖趕到了指定地點，可是在等待了半天之後，他們發現62軍的槍聲開始逐漸稀疏且越來越遠。曹華亭感覺不妙，原來日軍已經截獲了62軍發給方先覺的電報，因此橫山勇嚴令阻擊部隊必須不惜一切代價擊退62軍的增援力量，決不允許任何中國援軍靠近衡陽城。

　　在日軍第40師團主力的伏擊下，62軍傷亡慘重，激戰中151師副師長余子武以及2000余名士兵壯烈殉國，因此軍長黃濤不得不命令部隊向後撤退。由於未能實現與援軍匯合的目標，此時擺在曹華亭面前的有兩個選擇:一是順勢衝出衡陽，因為他們目前已經突破了日軍的封鎖線，完全可以脫離戰場逃之夭夭;二是調轉槍口殺回衡陽與第十軍共存亡，可是這樣做的後果所有人都清楚，那就是死。因為就目前的態勢來看，衡陽城破之時第十軍官兵一定會被全部屠殺，以殘忍著稱的日軍指揮官橫山勇在付出了如此慘重的代價後，絕不會善待這些令其蒙羞的對手。

　　作為軍直屬特務營營長的曹華亭不愧為一名勇士，此時他的心中只有一個信念:生是第十軍的人，死是第十軍的鬼！二話沒說率領剩余的弟兄們調轉槍口又殺了回來，三天內原本的150人經過這一出一進之後活下來的只剩下了不到30人，看著滿身血跡的曹華亭，方先覺只是拍了拍他的肩膀，一句話也沒說，所有人都不知道該說什麽，只能沉默著。

　　7月27日，負責向衡陽方向解圍的第79、100軍已經抵達衡陽近郊，此前遭到日軍伏擊的62軍經過整補後也返回了交戰區，日軍第40師團緊急向橫山勇求援，其手中的兵力已經不足以抵擋住如此多的中國軍進攻。為此，橫山勇命令第37師團火速馳援第40師團防線，並且抽調第3師團一部也參與阻敵作戰，經過數日激戰最終徹底擊潰了中國援軍。此時，於雲母山一線的日軍第40師團終於擺脫了全滅的風險，不過其一線的步兵中隊目前已經完全喪失了戰鬥力，人數最多的也不過僅存20余人。

　　7月30日，另一支負責救援衡陽的第74軍58師經過與日軍第3師團主力的血戰後，已經打到了衡陽近郊的雞窩山，如果從情感上來說，就算其他救援部隊有保存實力的嫌疑，那麽74軍也應該不惜代價拚死增援。因為在去年11月的常德會戰中第十軍為了救援74軍曾付出了慘重的代價，所以面對近在咫尺的衡陽城，58師本應該集中全力突破日軍的封鎖，可是讓人萬萬沒想到的是，此時74軍的副參謀長丘耀東竟然無故命令58師先頭部隊向後撤退，而他的這個舉動也徹底將苦苦盼望援兵的第十軍官兵推向了萬劫不複的深淵。直到7月31日，衡陽城周圍已經聽不到中國援軍的槍聲了，此時第十軍指揮所裡的人在看到一封又一封來自重慶的“援軍將至”電報時，沒有人相信援軍真的會來了，所有人心裡都清楚一個事實，那就是:衡陽，完了。