阿南指挥第十一军主力发动进攻长沙前，曾于9月7日拂晓，以神田正中师团长率领其第六师团"扫荡"大云山地区。大云山横亘湘鄂边境，峰峦峭拔，森林茂密，东北循横溪达羊楼司，东南出北港至通城，西北经桃林窥岳阳，为兵家必争之地。长期以来，薛岳将之经营为游击根据地，并以欧震第四军一部驻屯该地。当日军发动进攻时，欧震即率主力转移到外线，以黔军柏辉章师，采取死守活打的战术，与日军拼搏。坚持到8日正午，日军始攻占大云山制高点。这时，杨森以战区副长官兼第二十七集团总司令的名义，指挥湘鄂边的阻敌战斗。杨以孙渡第五十八军的鲁道源师推进到鲁港，梁德奎师进至黄岸市协助杨汉域第二十军之夏炯师，自东向西侧击日军。9日子夜，各军合力攻击顽敌，至10日未刻光复大云山。11日，青木诚一率其第四十师团前来应援，薛岳为击败日军的两个师团，将陈沛第三十七军的董煜师拨归欧震指挥。欧震指挥张德能、鲁道源、柏辉章、董煜等师向青木师团发起攻击，敌人伤亡惨重。阿南获悉两个师团被困后，于15日夜，派第三十三师团的荒木旅团进入大云山区援助，战至17日夜，由于阿南发动的进攻长沙之战即将开始，欧震等军遂解围而去。
在神田师团发动对大云山"扫荡"的同时，阿南将从五、六战区抽调来的部队陆续沿粤汉铁路向临岳、青冈驿地区集结，很快在新墙河北约二十公里的地带，布列开四十五个步兵大队和三百二十门各种火炮。阿南还将其司令部战斗指挥所移设到岳阳。18日拂晓，在数十架飞机轰炸的配合下，数百门大炮齐鸣，开始向据守新墙河阵地的欧震军进犯。薛岳根据原制定的作战方针，命令欧军完成阻击任务后即转移到右侧翼，协同杨汉域、孙渡两军对敌进行侧击，而以陈沛军及傅仲芳军之梁汉民师推进到汨罗江畔长乐街、新市、归义一线占领阵地，迎击强敌。萧之楚军亦跃进至金井附近，准备侧击强渡汨罗江之敌。李玉堂第十军部署在福临铺、金井以北做二线兵团；九战区炮兵指挥官王若卿亦奉命率王耀武七十四军炮兵团及战区重迫击炮第二团集结在金井，协助步兵攻击敌人。
18日拂晓，阿南指挥第三、第四两师团及早渊、荒水两旅团发动了向据守汨罗江防线的陈沛军三个师及傅仲芳军梁汉民师的进攻。薛岳一面命令陈沛予敌打击后即节节后退，一面命令萧之楚率所部从新开岭、甕江地区向深入之日军侧击，欧震、孙渡、杨汉域三个军从大云山地区南下尾击，同时急从赣西调王耀武第七十四军，湘西、粤北调装备优良的蒋军嫡系夏楚中第七十九军、邹洪暂编第二军，从赣北调川军韩全朴第七十二军将近十个师进入浏阳河至捞刀河间既设阵地，准备与日军在长沙近郊决战。20日，阿南从其参谋部四课破译的我国军队电报中，获悉了薛岳侧击日军的作战计划，遂逐渐放松对陈沛军的压力，转而对萧之楚军发起进攻。阿南率领的侵略军，由于受到陈沛、萧之楚两军的阻击，进展迟缓。22日7时45分，阿南的参谋部从破译的我国军队电报中，获悉王耀武的第七十四军从赣西调到长沙外围。七十四军以俞济时曾任军长的蒋介石御林军编成，抗战期间为苏联军事顾问帮助训练的攻击兵团，系蒋介石中央军王牌部队之一，是年春天曾在上高打败过日军。阿南及其参谋长认识到，目前手中掌握的部队兵力不足，以数万之众击败二十几万蒋军精锐是不可能的。为增加其进攻的兵力，遂于当夜20时，下令解除攻占平江的任务，将神田第六师团和青木第四十师团调到汨罗江前线。
24日1时20分，神田师团迂回萧之楚军阵地的侧后，从汨罗江上游渡河，袭取了薛岳集团的右翼要冲金井。青木师团也突破杨森集团的阻击，及时走出山地到达金井地区。阿南指挥的丰田、北野两师团乘机从正面发动攻势，击破陈沛军，渡过了汨罗江。随后，阿南于当天夜晚留下青木师团与尾追的杨森指挥的欧、杨、孙三个军在金井地区作战，命令神田师团向捞刀河谷挺进，丰田、北野两师团向长沙近郊前进。这时，不顾远藤三郎指挥的数十架飞机的轰炸，日夜兼程前来增援的王耀武、夏楚中、邹洪、韩全朴等军均已进入长沙近郊既设阵地。日军进攻长沙必经的通道新墙河迄浏阳河地区，虽为湘江冲积平原，但属于港汊交错的水网地带，几年来薛岳动员民众将公路和大道及桥梁彻底破坏，日军虽在沦陷区征发民工随军修路补桥，但短期内难以奏效，被迫将部分坦克和重炮沿途丢弃，这就大大削弱了日军攻击的火力。同时薛岳任命李默庵为湘鄂赣边区挺进军总指挥，以中共协助在南岳游击训练班培训的军官为骨干组织的大量游击支队活跃在敌人后方，断绝日军的交通线，使日军前方部队弹药和给养均发生困难。又加上实行坚壁清野，战区群众逃匿一空，使日军野无所掠，更增加了日军长期停留的困难。
25日，阿南指挥丰岛、北野两师团及早渊旅团正与陈沛、李玉堂两军在金井、福临铺、栗桥之线激战，日军第三十三师团荒木旅团乘隙突进至沙市街、路口畬一带，其前锋已先我抢占春华山，当即与王耀武军余程万师一部展开激烈争夺战。26日寅刻，余师全部到达，廖龄奇师一个团亦赶到配合，辰刻夺回春华山。王耀武正督余、廖、李三个师向麻林桥、路口畬一线敌人出击时，不料陈沛、李玉堂两军已自金井、福临铺向西转移。王军正在重新变更部署之际，由平江地区南下的神田、青木两师团及荒木旅团已分途蜂拥南下，遂与王耀武军发生了遭遇战。王耀武率所部力战，苦战至酉刻，敌军攻势稍挫。王利用夜晚对敌人进行反击，夺取重要据点，掩护前线各军于27日拂晓前退至捞刀河南既设阵地，继续抗拒进犯之敌。
当日军左翼集团蜂拥南下之际，其沿粤汉铁路东侧南进的丰岛、北野两师团及其右翼早渊旅团亦击破沿途阻击的欧震、杨汉域、孙渡等军，于25日攻抵捞刀河北岸枫林港、石子铺一线。26日渡过捞刀河，向长沙、株洲挺进。在此时刻，薛岳根据蒋介石的电示，将保卫长沙各军作如下部署：
一、王军李师转移普积市南北山地向西侧击敌人，余、廖两师对由永安市、春华山方面南窜之敌跟踪衔尾痛击后，转普积市、浏阳河以西山地自东向西侧击敌人；
二、夏军（附邹军张君嵩师及炮一团）固守长沙及岳麓山；三、李、陈两军随王军行动，尾击敌人，而后转移至渡头市、枫树河以南山地，占领阵地攻击敌人。
从薛岳的上述部署看来，显然已作放弃长沙的准备。而阿南指挥的侵略军第三、第六、第四十师团及第三十三师团的荒木旅团确于29日前后，攻抵浏阳河北岸。第四师团及早渊旅团亦攻抵长沙近郊，从常德赶来增援的夏楚中军赵季平师于29日子夜强渡湘江进入长沙，准备死守。一贯以日军王牌军自诩的内山英太郎第十三师团早渊旅团为了保持"荣誉"，抢先冲进长沙城东北角。不料10月1日阿南突然下达了已完成作战任务，撤军北返的命令。日军各部遂停止作战，纷纷北返，在撤退途中前有杨森指挥的各军的侧击，后有王耀武率各军衔尾追击，遭受不少损失，于10月6日，始逃回新墙河以北，结束第二次长沙会战。
阿南原系日军大本营陆军次官，是很了解日军实力的，在日军大本营既想北进攻苏，又企图南进夺取英、法、荷殖民地的战略思想指导下，他领导的第十一军保持目前的占领区已十分吃力，不敢再占领长沙，分散一部分兵力。故作战开始，他就炮制了那样一个只给第九战区军队一大打击，而决不是"占领地方"和"夺取物资"式的作战方案，作为其撤军的借口。事实上日军第十一军以目前的兵力也只能保持以前占领的地盘，而且阿南七拼八凑组织起这次长沙会战，也几乎丢失了宜昌。情况是这样的：正当9月下旬，阿南指挥部队攻抵汨罗江北岸时，陈诚指挥第六战区的十五个师，并配备重轻火炮一百四十门，于28日对据守宜昌的内山英太郎第十三师团发动了反攻。由于阿南抽走早渊旅团，给内山留下的兵力过少，内山指挥部下经过几天挣扎后，于10月10日用密码向阿南发出诀别书，发出了"皇国官兵最后尽了军人本分，在高呼大元帅陛下万岁声中死去"的哀鸣。幸傍晚天降大雨，陈诚停止了攻击。11日下午，阿南派遣的村上启作第三十七师团在早渊旅团的配合下赶到第十三师团警备区增援，始解除了内山师团被歼的命运。因此，阿南惟畿在当时的情况下，也只能作出这样的作战方案。
二第二次长沙会战中日双方战斗序列
（一）中国军队方面
第九战区司令长官薛岳副长官罗卓英杨森王陵基第四军军长欧震第五十九师师长张德能第九十师师长陈侃第一○二师师长柏辉章第十军军长李玉堂第三师师长胡蕴山第一九○师师长朱岳预备第十师师长方先觉第二十军军长杨汉域第一三三师师长夏炯第一三四师师长杨干才暂编第五十四师师长孔荷宠第二十六军军长萧之楚第三十二师师长王修身第四十一师师长丁治磐第四十四师师长陈永第三十七军军长陈沛第六十师师长董煜第九十五师师长罗奇第一四○师师长李棠第五十八军军长孙渡新编第十师师长鲁道源新编第十一师师长梁德奎第七十二军军长韩全朴新编第十四师师长陈良基新编第十五师师长傅翼第七十四军军长王耀武第五十一师师长李天霞第五十七师师长余程万第五十八师师长廖龄奇第七十九军军长夏楚中第八十二师师长欧百川第九十八师师长王甲本暂编第六师师长赵季平第九十九军军长傅仲芳第九十二师师长梁汉民第九十九师师长高魁元第一九七师师长万倚吾暂编第二军军长邹洪暂编第七师师长张君嵩暂编第八师师长王作华。
（二）日本军队方面
中国方面军第十一军司令官阿南惟畿参谋长木下勇第三师团师团长（甲）丰岛房太郎第四师团师团长（甲）北野宪造第六师团师团长（甲）神田正中第四十师团师团长（乙）青木成一第十三师团早渊支队早渊四郎（旅级）第三十三师团荒木支队荒木正二（旅级）独立第十四旅团平野支队平野仪一（团级）。
独立第十四旅团江藤支队江藤慎吉（团级）第三飞行团团长远藤三郎（旅级）海军第一遣华舰队司令官小松辉久（师级）。
日军对晋察冀的冬季"扫荡"
一日军对晋察冀冬季"扫荡"及我军反"扫荡"过程晋察冀为中共建立最早的敌后抗日根据地，以依托恒山、太行两山的北岳地区为中心，而以物产丰富、人口众多的冀中、冀东平原为棉粮、兵员的基地，直接威胁着侵华、侵苏日军的大后方满洲；而且群众发动深入，军力强大，当时被公认为模范抗日根据地。日军为巩固其后方，每年必于春秋两季对晋察冀进行一次"扫荡"。但在几年中，无论杉山元的"分进合击"，还是多田骏的"囚笼政策"，均以失败而告终。及至1941年秋，日军大本营确定发动所谓"大东亚圣战"，为巩固其兵站基地，遂于7月7日撤换多田骏，委任所谓的"中国通"、在华中对我国军队作战有经验的冈村宁次为华北方面军司令官。
在多田骏任内，华北方面军参谋长安达二十三即已着手制订对晋察冀北岳区秋季"扫荡"作战计划。冈村到任后总结杉山和多田"扫荡"作战失败的教训，除了在政治上加强治安强化运动，从政治、经济、文化等方面对沦陷区人民进行威胁、欺骗外，为消灭我晋察冀的八路军，在战术上则采用"铁壁合围"、"梳篦式清剿"、"马蹄形堡垒线"、"鱼雷式包围阵"等战法，分三个步骤"扫荡"北岳区，妄图达到消灭八路军主力和捕捉边区党政军首脑机关的目的。冈村为达到其作战目的，当时除命令其驻守边区周围的日军严密防堵外，又从准备投入太平洋作战的部队中抽来第二十一、第三十三两个师团作为进攻突击部队，集结于涿县、保定、新乐、正定附近，准备奉命行动。另以特设部队担任搜捕干部、收集物资、修筑公路、进行欺骗宣传等所谓宣抚工作。
晋察冀军区领导机关对于日军"扫荡"已积累了丰富的作战经验，故在青纱帐倒后即对部队发放棉衣。日军怕冷，"扫荡"部队又系东拼西凑而来，时间不过两个月就会撤走。但日军战斗力强，我军装备差，决不可与之硬拼，只需以"旋磨打圈"战术，利用抗日群众作掩护，避开敌人的锋芒。军区司令员聂荣臻于7月下旬下达反"扫荡"作战命令，除指示动员群众破路挖沟，坚壁清野外，并将缺乏作战能力的机关、学校进行疏散，战斗部队则向外线转移，俟敌人撤退时予以截击，解救被掳干部和群众，摧毁敌伪政权，恢复根据地。