第9战区部队在湖南长沙、衡阳地区对日军进行的防御战役，从五月二十七日到六月十九日。中、日双方以争夺长沙为目标在湖南北部地区作战。
攻击的日军人数约有三十六万，守势的三湘军民约有三十万。六月十六日，逼进长沙的日军开始向长沙城区猛攻，六月十九日中国军队开始弃城撤退。日军攻陷长沙。
伤亡人数中国军队一万七千余人，其中约五余人阵亡。当时中国官方数字：为六万余人。日军约一万九千三百余人。包括当时瘟疫伤亡总数达三万余人。日军陆军部官方数字为一千一百八十六人。
日军在衡阳之战中使用了毒气弹，据美军14航空队化学战情报官汤姆森上尉的研判，日军所使用的是芥子气与路易氏气混合物。衡阳陷落后，日军进行了惨无人道的烧杀抢掠。
长沙，衡阳驻军及人民，乃以英勇姿态，展开抗战史中最光荣之一页，相持四十七天，不徒予后方以从容布置时间。且使太平洋美军毫不顾虑而取堞班岛。东条内阁穷于应付而急速崩溃。
抗战胜利后，国民政府把衡阳定为抗战纪念城，一九四七年年八月十日，衡阳抗战纪念城在岳屏山顶举行了命名奠基典礼时，蒋介石总统颁训词：“我第十军残余部队，喋血苦守此兀然孤城者，历时四十七日之久，此为全世界稀有之奇绩，而我中国有道德之表现与发扬，亦以此为最著。抗战八年，战死疆场之英烈士，至少数十万人；而保卫国土，死不屈者，亦不在少数；但其对国家贡献之大，于全局胜败有决定作用者，为衡阳守军。”
薛岳是指挥长沙会战的抗日将军。薛岳，又名仰岳，一八九六年生于广东省乐昌县。一九三九年代理第九战区司令长官，负责指挥两湖和江西部分地区对日作战。 广州、武汉相继陷落后，粤汉间的湖南成为日本侵略者攻击的主要目。
日军在两次攻占长沙均未得逞的情况下，于一九四一年十二月二十三日，又以第四十师团主力发动了第三次对长沙的进攻。薛岳总结前两次会战的经验教训，提出了一套利用湘北复杂地形，与日军决战的“天炉战法”。
日军先乘大雨和夜色突破了中国军队前沿阵地，渡过新墙河，扑向汨罗江北，并与沿粤汉线南下的日军第三师团会合后，很快攻至汨罗江南岸，进入长沙军队预设之决战区域。
薛岳向所部官兵下达手令：“第三次长沙会战，关系国家存亡。岳抱必死决心、必胜信念。”他要求“各集团军总司令、军、师长，务必确实掌握部队，亲往前线指挥，适时捕捉战机，歼灭敌军”。
日军第三师团在飞机支援下向长沙东南阿弥岭等中方阵地发起了进攻。薛岳下令第十军李槐布下巷