岛贯根据派遣军的意图，于4月间重新拟制了计划，预定使用自“七七事变”以来对1个地区进攻最多的兵力-8个师团。计划以5个师团为第一线兵团，分3路沿湘江两岸南下进攻长沙、衡阳中路2个师团，沿岳阳至衡阳铁路及其以东地区南进;东路2个师团，在平江、浏阳、萍乡、茶陵山区进行左翼迂回;西路1个师团，由南县渡过洞庭湖，在湘江以西的沅江、益阳、宁乡、湘乡南进，进行右翼迂回。进至长沙、浏阳、宁乡一线时，第二线的两个师团投入战斗;到达桂林东北地区时，再作阶段性的休整。

上述计划经“参谋本部”（作战计划过于庞大，无法用电台传送，故只能示警）批准，指示第11军集中全力进行参战部队的作战组织及准备，并将此计划转给负有配合策应任务的第13军(驻上海)、第23军(驻广州)和第5航空军。长沙及湘北方面的战斗开始于五月中下旬，日军发动总攻后，迅速突破守军第一线阵地，强渡过新墙河，向纵深攻击前进。

战斗至6月1日，东路日军第3、第13师团先后攻占通城、麦市、南江、龙门驿及平江;守军新13师撤退至南江以东的幕阜山区，第20军转移至平江以南祖师岩附近收容整理。中路日军第116师团(欠1个联队)及第68师团相继攻占杨林街、黄沙街、关王桥，进至汨罗江北岸，乘汽艇南下的第218联队则越过汨罗江，攻占归义;守军第20军退守汨罗江南岸，第37军留一部兵力防守汨罗江阵地，主力南撤至上杉市。

西路日军第40师团及独立混成第17旅团一部、独立步兵第5旅团主力先后攻占南县、安乡、三仙湖市，进至赤山半岛;守军第100军的第63师及第99军的第92师(此时尚属第六战区)被迫西撤。

6月2日，军事委员会致电第九战区:“饬薛长官转各总司令、各军、师长，上下一致，争取最后胜利。并规定凡命令固守地点，不得擅自撤退，违者照连坐法治处。”薛岳准备以第92师、第99师、第77师、第162师分别固守沅江、湘阴、益阳、三姐桥。军事委员会则令“固守长沙(岳麓山)、浏阳、衡阳三要地” 。同日，日军第11军也下令命各师团对汨罗江以南的守军第37军、第99军进行包围击歼，并向捞刀河前进，同时将第二线兵团的第34师团和第58师团投入战斗 。

日军各师团稍加整顿，即按照军的命令开始行动。第九战区见浏阳方面情况紧急，急令第183师于6日到达桐木(浏阳东南约30公里)，令第26军星夜兼程至萍乡，策应浏阳、醴陵方面和作战。但防守右翼的第37军仅实施轻微的抵抗，即逐步后撤至浏阳以东山区;防守左翼的第99军则仍据守着湘江两侧的青山、乔口、靖港、兰溪、营田、湘阴、樟树等据点，顽强抗击日军。

日军第11军遂下令命西路日军及中路日军围歼第99军。军事委员会为增强湘江以西的防守能力，于****令第六战区的第24集团军归第九战区指挥。战斗至6月8日，西路日军第40师团攻占沅江后又攻占花湖口，迫近白马寺;守军第92师及第99军军部撤至沩水南岸。