此時，即將開始的衡陽保衛戰已經成為中國軍隊在湖南戰場的最後希望。國軍勝，則可以一鼓作氣頂住日軍凶猛的戰略攻勢，扭轉即將全面崩盤的不利局面;國軍敗，則整個西南再無屏障，日軍不僅可以南下打通粵漢、湘桂鐵路攻入廣西境內，而且可以利用湖南豐富的資源以戰養戰並最終以主力西進發起已經制定多年的“五號作戰計劃”對重慶進行最後的決戰。

　　所以，在這種情況下衡陽之戰已然成為了一個足以影響中日戰爭未來走向的關鍵因素，可是在面對來勢洶洶的數萬日軍時，此刻駐守衡陽的國軍第十軍卻是一支兵源不整的疲憊之師，這又是為什麽呢?

　　首先我們來看一看此時在衡陽城內的國軍兵力構成:在陸軍編制上第十軍下轄預備第10師、第3師以及第190師，其戰時滿編兵力應在2.4萬人左右，可是此時第十軍的實際情況卻並不是這樣。在1943年11月的常德會戰期間，第十軍在軍長方先覺的率領下火速馳援堅守常德城的74軍57師余程萬部，在攻至德山地區時遭到了日軍主力師團的瘋狂阻擊，第十軍在付出了巨大傷亡後擊潰日軍強行佔領德山，可惜此時的常德城已經淪陷。

　　在救援常德守軍的行動中作為第十軍主力的預備第10師傷亡巨大，在配合第3師強行攻佔德山後，預10師師長孫明瑾在趙家橋一代率部繼續追擊日軍。為了除掉第十軍的頭號戰將，日軍指揮官橫山勇命令第3師團之34、68聯隊以及第68師團以一部兵力吸引預10師主力追擊，另一部直撲師長孫明瑾的指揮所，在局勢極端危急的時刻為了保護師長安全，師部的衛兵強烈請求孫明瑾突圍，可是遭到了其拒絕。

　　為了鼓舞士氣孫明瑾對部下大聲喊道:“收復常德就在眼前，大家必須要堅守此地，貫徹命令！達成任務！”話音未落，一串機槍子彈擊中了孫明瑾的胸口，當衛士拚死將其抬往後方時，鮮血已經侵透了這位少將師長的軍裝，在彌留之際孫明瑾怒視前方用盡最後的力氣大喊道:“救國救民！奮勇殺敵！奮勇殺敵！”隨即，壯烈殉國。第十軍此次的救援行動雖然未能成功，但其忠勇無畏的精神卻值得敬佩，戰後蔣介石親自向第十軍賜匾《忠義表天地》。

　　孫明瑾的陣亡對於第十軍來說是一個非常巨大的打擊，在常德會戰結束後，為了維持預10師的戰鬥力，方先覺只能臨時將190師的大部分官兵補充進預備第10師的編制。而在衡陽的戰鬥即將打響時，190師的兵員招募工作還沒有完成，其下屬的三個團中只有570團人員較為完整，其余的兩個團則是只有軍官沒有士兵的空架子。相比之下第3師的情況也不容樂觀，此時衡陽戰事近在眼前，而第3師卻被戰區司令長官薛嶽扣在了衡山參與掩護第27集團軍主力部隊撤退的任務，方先覺幾次要求調第3師歸建都被薛嶽以種種理由拒絕。

　　大戰在即面對數萬日軍的進攻，190師只有一個團的情況已經無法改變，如果作為主力的第3師還被別人故意克扣走，那這仗真的就沒法打了。第3師師長周慶祥雖然也想趕赴衡陽與方先覺匯合，但是在薛嶽的嚴令下，他畢竟人微言輕不敢擅自離崗，方先覺沒有辦法只能直接將電話打到了蔣介石侍從室請求校長出面，最終在蔣介石的親自斡旋下薛嶽才勉強同意放第3師返回衡陽，不過條件是只能調回兩個團的兵力給方先覺。

　　那麽作為戰區最高長官的薛嶽為何會在生死存亡之際故意刁難方先覺呢?由於眾所周知的原因，

國民黨軍內派系的矛盾導致方先覺因老長官李玉堂遭到排擠而極為反感薛嶽，薛嶽也對這個不聽話的下屬沒有任何好感，所以在解圍常德之後就借故免去了方先覺的軍長之職，並假意推薦其前往重慶擔任總部高參之職借此排除異己。　　而當時方先覺雖然清楚高參之職實屬明升暗降，但是他也感到目前的情況自己已經無法與薛嶽繼續合作，借此機會立刻負氣離開了駐地前往重慶任職，可是此時的戰局發展已經不容薛嶽再繼續以個人恩怨凌駕於民族安危之上，在橫山勇的第11軍即將對湖南進犯時，薛嶽曾數次主動給方先覺打電話要求其返回衡陽代理第十軍軍長一職參與防禦部署，可是方先覺每一次都委婉的拒絕，而軍委會任命的新任軍長陳素農因十分清楚第十軍的現實矛盾也借故遲遲不來上任。

　　此時薛嶽對方先覺雖然極度不滿卻又不能撕破臉，畢竟之前是自己借機排擠走了這個不招呼的下屬，現在又讓其回來送死，換作誰也不會輕易答應。被逼無奈後薛嶽只能將方先覺拒絕歸建的情況報告給蔣介石，作為最高統帥的蔣介石雖然深知這其中的緣故，但還是親自給方先覺打了電話並嚴厲的痛斥其一番，說道:“日軍正在逼近衡陽，而你竟然還在與戰區長官慪氣，至民族大義於不顧，成何體統！”方先覺這才醒悟並立即動身返回衡陽開始部署防禦作戰。

　　在方先覺抵達衡陽後，時任衡陽市長兼警備司令的趙君邁協調各方關系為第十軍官兵準備了大量的木料、鋼材、水泥以及施工用具，並且動員了3萬名民工參與衡陽城防工事的修築。趙君邁畢業於美國威斯康星大學土木工程系，不久後令數萬日軍命喪衡陽南部的綜合要塞式防禦工事就是在他的主持設計下修築完成的。

　　不過根據戰史資料記載，第十軍除了這3個師的兵力以外，其實還有部分非本軍編制的部隊最終也參與了保衛衡陽的防禦作戰。一支是在非戰時駐守衡陽執行警備工作的暫編第54師，其主要任務就是保衛衡陽中美聯合航空隊機場外圍的安全警備工作，大戰在即前方先覺深知僅靠自己手中的這點兵力根本無法抵擋數萬日軍的圍攻，所以曾命令這支部隊不得隨機場人員撤離衡陽，可是由於暫編54師是薛嶽的嫡系武裝，師長饒少偉根本沒有理會方先覺的命令，而是依照薛嶽的指示在第一時間就把主力部隊撤出了衡陽。

　　在這裡有必要說明一下這個暫編第54師，這支部隊的前身是一支成立於抗戰前期的地方雜牌武裝，因其缺少派系底蘊而始終沒有得到各方的重視。而薛嶽雖然作為一名手握重兵的實力派，但其非黃埔系出身，加上在北伐期間與時任總指揮的蔣介石發生過數次爭執，所以其手中也從未有過忠於自己的武裝，因此為了培養自己的嫡系以便在日後能在國軍中掌握一定的話語權，薛嶽最終把目光盯在了這個“無主肥肉”暫編第54師身上。在經過一系列暗箱操作後，身為九戰區司令長官的薛嶽最終將時任第九戰區辦公室主任的饒少偉派至暫編第54師擔任師長，以此來鞏固自己控制這支部隊的目的。

　　所以，在這種情況下作為師長的饒少偉根本不可能聽方先覺所下達的命令，不過他也低估了方先覺的膽量，正當他準備將自己手中最後的一營兵力送出衡陽城之前，方先覺突然下令強行扣押了暫編第54師師部的所有人員，並且將師長饒少偉軟禁至城內的一處民宅內，其所剩最後一個營的兵力也被編入了第190師戰鬥序列。

　　雖然方先覺此舉令薛嶽感到無比震怒，但是又沒有辦法對其作出什麽有效的反製，因為此時的薛嶽自己都已經自顧不暇，只能帶著殘余主力逃至湘贛山區躲避日軍的追擊。相比於薛嶽的天高皇帝遠，作為當事人的饒少偉可是將方先覺恨得咬牙切齒，以至於在戰後到處散布方先覺並非是有條件停戰而是無條件投降的謠言，當然這是後話了。

　　不過，從方先覺的角度來說他的所作所為並非沒有道理，於公此時的衡陽守軍兵力實在是少的可憐，在面對各方力量對參與防守衡陽的問題都避而不及時，他所能做的就是留住一切可以作戰的力量以保全衡陽。於私作為第九戰區司令長官的薛嶽在此前扣押方先覺第十軍主力師的一個團兵力在先，要知道在生死存亡的戰鬥中，一個2500人的主力團能否歸建很可能就會影響整個戰局的走向，薛嶽當然清楚這意味著什麽，所以方先覺強行扣押其嫡系暫編54師的行為也有報復的心理。

　　此外，還有一支非第十軍編制的部隊是由雲南長途跋涉抵達衡陽的第五軍48師直屬戰防炮營的一個連，這支部隊的目的地本來是馳援長沙，在豫中會戰後期我軍高層得到漢口日軍第11軍開始大規模調動的情報後，軍委會於6月初就將正在昆明待命的第五軍直屬戰防炮營的一個連臨時調入九戰區作戰序列，以對抗日軍的裝甲戰車部隊，可是當這支隊伍剛剛抵達衡陽附近時，長沙就已經失守了，因此方先覺借機將這支部隊就地安置留下參與守城。

　　此刻所有參與衡陽保衛戰的中國守軍兵力如下:預備第10師三個團，第3師兩個團(滯留衡山地區參與掩護27集團軍側翼的第8團直到7月6日才於蒸水方向抵達衡陽參戰)、第190師一個團、暫編第54師一個營以及第48師直屬戰防炮連、第74軍野炮兵營、第64軍山炮營共約1.7萬余人。而此時衡陽守軍即將面對的是日軍第11軍所轄的兩支精銳部隊68、116師團的3萬多人，中日戰爭史上最慘烈的一場城市攻防戰一觸即發。

　　因衡陽的地形比較特殊，城東是寬闊的湘江，而且靠近城區的西岸多為石崖無法攀爬，此時唯一能夠連接東西兩岸的是一座湘江公鐵大橋，為了背水一戰方先覺下令將該橋徹底炸毀，面對這座花費了多年心血、巨大財力而竣工不久的大橋化為灰燼，第十軍官兵的內心更加堅定了死守到底以及向侵略者復仇的決心。

　　衡陽城西及西北部均為水網稻田地帶，負責防守此處的第3師官兵已經通過土工作業將池塘連成一片形成水泊，所以在這個方向上日軍的機械化部隊無法展開快速突擊。城北方向是蒸水天塹，守軍也已經將唯一能夠同行的兩座橋梁徹底炸毀，並且留守部分偵查兵力監視日軍動向。南部及西南部多為山地丘陵地帶，結合長沙失陷的經驗，方先覺分析先頭日軍一定會采用攻打長沙的策略，首先攻取衡陽南部的高地，進而直逼衡陽城下。

　　所以方先覺決定將防禦重點部署在衡陽的南部及西南部高地，以西禪寺、張家山、虎型巢、楓樹山、五桂嶺為一線陣地，以張飛山、市民醫院、蕭家山、杏家村為二線陣地，以天馬山、回雁寺、蘇仙井、樂屏山、太子碼頭為最後的核心陣地。

　　而因為這個部署當時在城內參與防禦籌劃的美軍顧問還與方先覺大吵了一架，美方認為日軍的主攻方向一定是北部，因為從長沙到衡陽最迅速的進攻路線就是強渡蒸水佔領演武坪進而直逼衡陽城下，不同意第十軍將主力放置在南側。

　　不過方先覺力排眾議堅持了自己的觀點，最終才有了後來與日軍長期作戰的基礎，正是由於準確判斷了日軍的主攻方向，第十軍部署在南部高地的守軍拖住了大量的日軍，所以衡陽城才能夠堅守40多天。如果按照美軍顧問的部署將第十軍主力放置在蒸水沿岸周圍，日軍主力則可以迅速攻佔張天馬山，蘇仙井、樂屏山等高地並直逼衡陽城下，如此的話衡陽不過是第二個長沙而已，而一旦南部高地失守，以衡陽的城區縱深面積來說，日軍一日之內即可破城。

　　6月23日，日軍南下的先頭部隊“松山支隊”已經抵達衡陽近郊，在經過短暫的觀察後松山支隊開始組織中隊以上規模的敢死隊強渡耒水。此時在對岸的第十軍官兵清楚的看到河面上由一艘快艇率領著十幾艘木船的日軍衝鋒隊正在向我方河岸陣地快速駛來，防守此處的是190師568團1營，他們原本的任務是吸引日軍接近衡陽外圍陣地，原則上要盡量避免提前與日軍交火。

　　可是在看到日軍這麽多活靶子在眼前晃悠，如果不打有辱軍人氣節，所以該營長在等到日軍渡過耒水中部時果斷下令全營所有輕重機槍同時開火，一次齊射就將所有渡河日軍士兵全部打翻在了河中，對岸的日軍回過來神後也開始向我軍陣地開火，企圖壓製住我軍火力，在雙方的反覆交火下耒水瞬間被鮮血染紅，這支上百人的日軍敢死隊最終被全部消滅，也正是這一次戰鬥標志著慘烈的衡陽保衛戰正式打響！

　　6月24日，我外圍守軍相繼與日軍先頭部隊發生不同規模的交火，其中發生在城南機場的規模較大，原本負責守衛衡陽機場的部隊是暫編第54師的一個連(現歸第十軍190師管轄)，這支部隊在面對日軍一個中隊的進攻時，在未對機場重要設施進行破壞的情況下就主動撤退。方先覺在了解到這個情況後意識到問題的嚴重性，如果日軍能夠完好無損的控制住衡陽機場，那麽日軍的航空兵則可以利用這一優勢對衡陽進行抵近空襲，所以馬上命令190師師長容有略組織部隊奪回機場，並徹底破壞機場可利用的關鍵設備。

　　而日軍在剛剛佔領機場後立足未穩，沒想到中國軍隊的反攻會如此迅速，經過激烈的交火後被擊潰，就這樣衡陽機場再次回到了中國軍隊的手中。在奪回機場後我軍士兵並沒有戀戰，在炸毀跑道及指揮塔台等關鍵設施後，有序的撤出了機場陣地，返回衡陽外圍的主陣地。得知衡陽機場被我軍奪回後，日軍第68師團長佐久間為人命令獨立步兵第65大隊組織兵力再次向機場發起進攻，可是當這股日軍抵達機場後卻發現此處早已被我軍嚴重破壞，短時間內根本無法修複。

　　經過短暫的接觸，攻城各部日軍都已經陸續抵達指定集結地，日軍第11軍司令官橫山勇隨即命令68、116師團準備於6月28日開始對衡陽發起全面攻擊。根據作戰計劃:日軍第68師團之獨立步兵第57旅團負責對衡陽大西門外圍陣地發起進攻，獨立步兵第58旅團負責對楓樹山、五桂嶺高地發起進攻，116師團之步兵第109聯隊負責對西禪寺高地發起進攻，120聯隊負責對虎型巢高地發起進攻，133聯隊負責對張家山高地發起進攻。

　　自信滿滿的橫山勇預計最多三天衡陽就會被攻陷，不過用不了多久第十軍就會用實際行動讓樂觀的橫山勇冷靜下來。此時，位於湘桂鐵路南側的高嶺、停兵山陣地是日軍對衡陽發起總攻前需要掃清的最後兩處中國軍警戒點。

　　27日上午，日軍68師團在進行了多輪炮火準備後，以4個中隊的兵力開始對高嶺、停兵山同時發起攻擊。守衛此處的中國軍隊是預備第10師的一個連，連長叫張德山，此人驍勇善戰，率領部下利用高嶺與停兵山之間的犄角之勢對日軍步兵進行猛烈反擊，在我軍機槍陣地與迫擊炮的猛烈打擊下，日軍的攻勢接連受挫，經過一整天的交火日軍在這兩處小高地面前已經傷亡了500余人，而且防守此處的我軍官兵在戰鬥期間還成功救回了一名被日軍擊落的國軍飛行員。

　　日軍萬萬沒有想到在標高僅有30余米的高嶺、停兵山之上竟然能遭遇到中國軍隊如此頑強的阻擊，第一輪攻擊所派出的4個中隊此時已經傷亡殆盡，負責在一線指揮的第58旅團長太田貞昌不得不增派部隊繼續向停兵山發起攻勢。號稱“猛張飛”的張德山原本是西北軍出身，因在戰鬥中異常勇猛所以深得師長葛先才的喜愛，在張家山高地密切關注前方戰局的葛先才命令迫擊炮連以猛烈的火力轟擊日軍進攻梯隊。

　　不過由於日軍先後投入作戰的兵力已達上千人，戰至黃昏時防守高嶺、停兵山的國軍士兵已經所剩無幾，此時張德山撥通了師部的電話，向葛先才作了最後的告別。他說道:“師長，我以後可能就見不到你了。”葛先才說:“張德山你聽好，我已經觀察到日軍的動向，你戰不能支時可以相機撤回主陣地，我會命令炮兵為你開辟回撤通道，你絕不可做出輕率之舉！”張德山回應道:“師座，我知道你舍不得我，德山此刻唯一略感傷心的只是再也不能為家中老母盡孝了，不過自古忠孝難兩全，我此時撤退或許可以活下來，但這種活法並不是我所希望的，如果一定要犧牲我不願意讓敵人的子彈打中我的後背，作為軍人沒有任何一種死法比戰死在陣地上來的更加光榮。師長，不說了！敵人又上來了，請你保重！”隨即掛斷電話率領僅存的4名戰士衝出陣地與日軍開始肉搏，直至壯烈殉國。

　　根據日軍記載，6月27日負責攻佔高嶺、停兵山高地的任務是由68師團獨立步兵第117大隊執行的，由於該大隊在作戰中傷亡太大，為了修整補充只能臨時退出戰鬥序列，直到日軍發起第二次總攻時才被重新投入進攻楓樹山附近高地的戰鬥。

　　而停兵山的慘烈戰鬥也讓日軍指揮官意識到固守衡陽的第十軍似乎與此前潰逃的其他中國軍隊有所不同，為了窺探我軍的縱深防禦體系，作為68師團師團長的佐久間為人決定率領師團參謀人員前往一線陣地附近的高地，企圖抵近觀察我守軍陣地的火力特點與兵力部署。可是讓佐久間為人萬萬沒想到的是此時在我軍陣地上同樣有一個人正在拿著望遠鏡觀測自己所在的位置，這個人就是預10師迫擊炮連連長白天霖。

　　當白天霖發現日軍陣地上突然出現了十幾個對著我軍方向指指點點的身影后，他清楚這股日軍一定是極具價值的目標。經過測距他發現這股日軍距離自己僅有500余米，他隨即下令全連8門迫擊炮同時開火，一個齊射就全部命中了目標，這十幾名日軍在硝煙散盡後全部倒在了地上。雖然白天霖知道對面的這個目標肯定是條“大魚”，但到底是多大的魚當時的他卻並不清楚。

　　直到抗戰勝利後白天霖通過日軍解密的資料才了解到，那天他一個齊射命中的竟然是對面日軍第68師團的師團長佐久間為人中將以及師團參謀長原田貞三郎大佐等十幾名中高級軍官，徹底摧毀了日軍第68師團的指揮中樞。而佐久間為人的突然重傷讓第11軍司令官橫山勇感到十分棘手，因為根據日本陸軍法，師團長級的將領任命權是在天皇手中親自掌控的，所以他不得不緊急向陸軍省軍務局提交68師團繼任師團長的人選，直到第一次總攻擊打響後作為繼任師團長的堤三樹男才趕到衡陽南部任職，而這個變故也極大影響了68師團的後續作戰能力。

　　6月28日上午7時整，日軍正式發起對衡陽的第一次總攻擊，其首要目標就是奪佔湘桂鐵路以北的西禪寺、張家山、虎型巢、楓樹山、五桂嶺等中國軍第一線陣地。為了配合地面部隊的進攻，日軍航空兵部隊在橫山勇的命令下飛抵衡陽對我軍陣地進行俯衝轟炸，其攻城一線部隊配屬的山炮、野炮也開始向我軍裸露在地表的工事進行火力壓製，在總攻火力準備結束後，日軍步兵梯隊開始對各處高地發起密集衝鋒。

　　其中負責攻擊張家山高地任務的133聯隊是一支作戰經驗十分豐富的強悍部隊，其主要兵源均來自於日本三重縣，因此133聯隊也被稱為“三重聯隊”。而三重地區在日本古代正是伊賀流忍術的發祥地，自古以來此地的士兵就極為驍勇，所以133聯隊也就當仁不讓的成為116師團的核心主力，其部分武器裝備也要領先於其他兩個聯隊(109、120聯隊)。在1943年11月的常德會戰中，133聯隊曾於常德城下連續苦戰8晝夜，因在作戰中表現突出，該聯隊被司令官橫山勇授予“武功超群”的嘉獎。

　　因此在總攻戰鬥打響前，包括聯隊長黑瀨平一在內的所有日軍指揮官都認為小小的張家山根本無法阻擋日軍前進的腳步，負責主攻的第一大隊官兵在出發前曾信誓旦旦的向聯隊長黑瀨保證，一日之內必破敵軍。

　　不過，當發起攻擊的日軍步兵突破障礙物衝到我軍陣地前沿時紛紛傻了眼，因為此時衡陽南部的各處高地都被人工挖掘成了近乎垂直的斷崖。而且在斷崖下方還有一條1.5米深的壕溝，整個環形工事的總高度接近5米，日軍所攜帶的攀爬竹梯根本就上不去。正當各處日軍集結在斷崖下方不知進退時，位於工事上方的守軍突然開始向下投擲集束手榴彈，這種將數枚手榴彈捆綁在一起的集束手榴彈爆炸威力十分巨大，躲在各個工事下方的日軍士兵在毫無反應的情況下全部消失在了一遍硝煙之中。

　　根據日軍戰史記載，僅133聯隊在這第一波攻擊中就損失了2個步兵中隊約300余人，加上109、120聯隊及68師團各步兵大隊的戰損，日軍在首輪攻擊中就戰死了約1000余人。由於在整個衡陽保衛戰期間，造成日軍巨大傷亡的最主要原因就是這種斷崖工事，所以在戰後日軍將領曾反覆觀看我南部守軍陣地的構造，並驚歎的稱之為“方先覺壕”。

　　這種防禦工事由鋼筋混泥土製成的機槍碉堡群、手榴彈投擲壕、反坦克壕、暗藏於兩側的反打火力點、反衝鋒鹿砦、反步兵雷場、炮兵觀察所、大型屯兵洞以及交通壕所組成。在經歷日俄旅順戰役後，日軍還從未見過如此複雜且實用性極佳的野戰防禦體系，不禁從內心讚歎第十軍官兵的智慧。

　　首戰失利，位於後方的日軍指揮官岩永汪用望遠鏡急切的關注著前方所發生的情況卻又沒有任何辦法，雖然還抱有一線希望，但是直到我軍工事下方的煙霧散去後，依然沒有一名日軍士兵能夠站起來，看來是全部陣亡於此處了。而第11軍司令官橫山勇的瘋狂就在於，如果部隊在一個攻擊方向上遭受挫折，那麽他便會命令下屬無論如何也要在這個方向上打開缺口，死多少人補多少人，不惜代價必須從精神上打垮對手。

　　而橫山勇的這種指揮思想很大程度上源自於日本現代陸軍的所謂“戰神”乃木希典，在1904年的旅順203高地之戰中，正是時任第三軍司令官的乃木希典向一線部隊發出了“肉彈戰術”的命令，致使數萬日軍士兵死於俄軍猛烈的火力之下，戰後導致日本國內幾乎家家戴孝，乃木希典也因殘酷的指揮作風遭到外界猛烈的抨擊，因而背上了沉重的心理包袱，最終在明治天皇去世後選擇了剖腹自殺。

　　在第一波攻擊失利後，日軍隨即組織了第二批突擊隊開始衝鋒，可是當第二批日軍還沒有抵達斷崖工事面前時，位於張家山高地左右兩側的機槍暗堡同時開火，對奔跑中的日軍步兵進行精準的側射火力絞殺。由於守軍的機槍班早已標定好了位於鹿砦網中幾處通道附近的射擊諸元，因此第二批發起進攻日軍還沒等抵達斷崖工事之前就被打倒了一大半，剩下幸存的日軍士兵剛衝到工事下方還沒來得及喘口氣又馬上被我軍投擲的集束手榴彈炸死在一片硝煙中。與此同時，因日軍位於後方的步炮陣地精確坐標已經被我守軍偵察兵所定位，隨即遭到了第十軍直屬炮兵部隊的猛烈炮擊，造成聯隊步炮中隊的中隊長野岡等十幾人當場陣亡。

　　一天之內，日軍的兩次大規模攻擊全部遭到徹底失敗，並且損失了近2000名戰鬥經驗豐富的老兵，這讓身為日軍攻城前線總指揮的116師團長岩永汪不得不下令暫停攻勢。6月29日，133聯隊長黑瀨平一與野戰炮兵122聯隊長大島卓在張家山以南高地對我軍陣地進行反覆偵查，隨即制定了新的作戰部署:

　　(一)第一大隊在30日傍晚開始行動，計劃於7月1日晨抵達敵軍張家山陣地前沿。

　　(二)炮擊準備時間為凌晨5時整，突擊炮火支援為6時整，第一大隊行動發起後增加延續射擊時間為5分鍾。

　　(三)第一大隊在得到步炮火力支援後，應抓住戰機果斷發起攻勢，以迅速奪取張家山高地製高點。

　　(四)第二大隊於停兵山高地以步炮小隊、速射炮小隊之火力，增援負責主攻的第一大隊。

　　(五)聯隊直屬步兵炮中隊應在戰鬥打響後，壓製張家山高地敵軍側射火力點，協同第一大隊進攻。

　　(六)第一大隊及聯隊預備隊須攜帶重新製作的加長竹梯以登上守軍之斷崖工事。

　　(七)戰鬥開始後，聯隊直屬通訊中隊須及時架線，以保證主攻第一大隊與步炮中隊及聯隊本部間的聯絡通暢。

　　為了一舉奪佔我張家山高地，133聯隊長黑瀨平一特意調集了22挺92式重機槍配屬給負責主攻的第一大隊，以增強其突擊火力。7月1日凌晨5時整，日軍開始大規模炮擊張家山，由於敵我雙方的戰線已經十分接近，日軍的平射炮、速射炮顯得十分精準，部分炮彈直接從機槍孔眼中射入了守軍的碉堡內部，整個張家山陣地頓時煙霧彌漫，此時潛伏在我軍陣地下方的日軍第一大隊正在等待總攻時刻的到來。

　　5時50分，日軍大隊長大須賀貢忽然發現位於陣地內的中國軍正在快速向後撤離，誤以為守軍似乎準備放棄陣地，隨即要求後方炮兵停止大規模炮擊。其實此時位於張家山高地的第十軍官兵除了留下少量警戒偵查哨外，其余大部均已進入隱蔽屯兵洞內。可是大須賀貢或許是因為求勝心切的心理，擅自更改了聯隊作出的既定部署，沒等到炮兵聯隊的突擊火力開始後就命令發射信號彈，率領第一大隊向張家山發起強攻。

　　其第1中隊作為預備隊，第2、3、4中隊則在機槍中隊的火力掩護下利用竹梯開始向絕壁工事上方攀登。當發現日軍停止炮擊後，駐守高地的第十軍官兵紛紛從屯兵洞內返回陣地，隨即以猛烈的火力射向正在翻越斷崖工事的日軍步兵。在中國守軍密如雨點般的機槍子彈掃射下，先期突入高地的日軍傷亡慘重，其第4中隊長米井高雄在翻躍鐵絲網的一瞬間遭到我方狙擊而戰死。戰至12時，日軍第一大隊在付出了極大代價後依然未能奪取張家山24、25高地的製高點，聯隊長黑瀨平一只能下令暫時中止攻擊行動，重新調整進攻部署。

　　14時，得到了彈藥補充後的日軍炮兵重新開始對張家山陣地進行炮擊，第2中隊幸存士兵在隊長黑川啟二的率領下從右側攀入張家山24高地的前沿地帶，此時日軍距離張家山24、25高地製高點僅剩20余米的距離，雙方隨即展開了殊死的搏鬥。為了鞏固第2中隊奪取的戰果，作為預備隊的第1中隊也開始拚命向張家山24、25高地頂部快速突進。可是當這股日軍好不容易翻入我軍前沿陣地時，卻發現先期突入此處的第2中隊此時已經全滅，其中隊長黑川啟二也已經戰死。

　　在大隊長大須賀貢的嚴令下，第3中隊剩余官兵從左翼迅速向第1中隊靠攏，此時代理第3中隊的中隊長森川深知繼續呆在原地只能等死，因此他向第1中隊長鈴木齋建議必須集中兵力繼續突擊，同時向大隊本部派出傳令兵爭取手榴彈以及更多的兵力增援。不過，鈴木齋認為目前的情況只能集中現有兵力固守已經佔領的陣地，在中國軍隊猛烈的火力反擊下，任何移動出壕溝的人都會成為活靶子必死無疑，所以他堅決反對繼續向上突擊。

　　駐守此處的我預10師官兵在發現日軍的企圖後，居高臨下用密集的手榴彈砸向日軍第1中隊所在的位置，造成其中隊長鈴木齋當場陣亡。此時日軍的第一大隊已經連續戰死了3名中隊長，一線士兵也傷亡殆盡，為此大須賀貢不得不請求聯隊長黑瀨平一將第二大隊派來增援。23時，在得到了第二大隊兩個步兵中隊補充的大須賀貢下令對中國軍固守的24、25高地發起攻擊，經過近2個小時的激戰，至凌晨1時許終於成功突入了我軍核心陣地內，不過作為增援力量的日軍第5、7中隊長全部戰死。

　　在133聯隊成功奪取張家山24、25高地後，岩永汪第一時間向位於長沙的日軍第11軍司令部發送了電報:“一線部隊雖陷入苦戰，但士氣旺盛，敵軍張家山陣地已被突破。”可是正當岩永汪樂觀的認為自己終於打開了衡陽中國軍防線的缺口後，第十軍官兵在預10師30團團長陳德陛上校的指揮下，於7月2日凌晨3時許突然向日軍發起大規模夜襲。

　　此時距離天亮還有1個多小時，張家山陣地還處於一片黑暗之中，在突然遭到襲擊後中日雙方士兵隨即進入了慘烈的肉搏戰。為了分辨敵我，我軍士兵只能用手去觸摸對方的軍服，如果是卡其布面料，則會直接用大刀劈向對方，因為當時的中國軍人只有粗布面料的軍服。位於汽車西站方向的聯隊長黑瀨平一發覺張家山陣地上出現零星的手榴彈爆炸後， 雖然預感到了中國軍隊或許發動了夜襲，但是他萬萬沒想到我軍的反攻規模會如此之大。

　　由於電台發生故障，聯隊本部與山頂的第一大隊已經失去了聯絡，而且黑瀨平一發現對面的手榴彈爆炸點開始從山頂逐漸移向己方戰線，因此他產生了不好的預感，為了確保陣地黑瀨不得不緊急派出第三大隊的一個中隊前往張家山增援。可是，此時位於山頂的日軍第一大隊已經陷入了滅頂之災，面對上千名中國軍人的瘋狂反攻，他們所佔據的陣地瞬間被我方士兵衝散。在混亂中，日軍大隊長大須賀貢突然發現一名中國士兵正在衝向自己，隨即向身旁的機槍手大喊到:“這是敵軍！”可還沒等他做出反應，一枚手榴彈就在他的身邊爆炸使其當場死亡。

　　日軍指揮官的突然陣亡加上越來越多的中國反攻部隊加入戰鬥，使剛剛佔領山頂的日軍逐漸亂了陣腳。此時日軍的增援部隊在發現我軍逆襲後也開始拚命向山上狂奔，不過當他們距離山頂僅差一步之遙時，我軍已經將先期突入張家山頂部的日軍第一大隊全部殲滅。由於此時天已漸亮，我30團官兵隨即調轉槍口以泰山壓頂之勢將日軍增援部隊打了下去，至此張家山陣地失而復得。在此次張家山爭奪戰中，我第十軍官兵共擊斃日軍800余人，並且打死了一名日軍的大隊長，此戰日軍幾乎就要完全佔領張家山，可是在最後時刻因遭到我軍大規模逆襲而未能確保陣地，為此丟盡顏面的116師團長岩永汪只能命令日軍於7月2日下午重新組織兵力向張家山再次發起攻擊。