短短几个小时之内，第11军司令部就接到十几份告急电报，几乎每个师团都在中国军队的猛烈攻击下，横山勇立刻意识到中国军队的这次反击力度是前所未有的，当即命令各部队就地抵抗，没有接到司令部新的命令之前，绝对不准后退半步！

骄横横山勇非但没有下达撤退的命令，反而命令集中第11军的八十多辆坦克，与中国军队展开对攻——进击长沙两个月的时间里，中国军队一直采取消极防御的战略，使他无法不能进行大规模的歼灭战，现在对方主动出击，横山勇认为是绝好的机会，于是不顾实力的差距，下达了反击的命令。

日军一次就出动了两个步兵旅团的兵力，在坦克的掩护下迎着中国军队冲了上去，在方圆十几公里的战场激烈搏杀起来。一时间，战场之上硝烟弥漫，烈火熊熊，密集的炮弹雨点般落下，各种枪支喷射出来的子弹到处乱飞，每分钟都有数以百计的士兵倒在血泊中；一辆接一辆坦克被对方摧毁，坦克乘员爬出熊熊燃烧的坦克，捡起地面上的步兵武器，与步兵一起冲锋陷阵，有的人甚至匕首进行厮杀；鲜血、尸体、残缺不全的肢体、武器的碎片、遗弃的枪支，布满了战场的每个角落，伤者在浸透了鲜血的土地上艰难地爬行，失去行动能力的重伤员在硝烟和烈火的煎熬中等待死亡的来临。

激烈的战斗持续了整整一天的时间，中日双方都有两万名士兵战死在阵地上！

次日清晨，双方不约而同地投入预备队，展开更加猛烈的搏杀。上午八点左右，双方的战斗轰炸机群先后赶到战场，在猛烈轰击对方阵地的同时，在天空绞杀起来。

下午两点钟，日军在损失了三十六架飞机之后，停止了空中支援，中国空军随即进行了更加猛烈的空袭，轰炸机轮番俯冲轰炸，战斗机不停追逐扫射日军士兵，胜利的天平开始向中国方面倾斜过来。

下午四点半锺，仍然不愿意认输的横山勇接到岳阳守军的电报，称中国军队已经从岳阳东门突入市区，并占据了三分之一的地方，城内正在进行激烈的巷战，但是第四战区的增援部队正在源源不断地向岳阳前进，形势岌岌可危！

横山勇撕碎电报，咬牙切齿地下达了撤退的命令。

当天晚上，长沙城北的三十余万日军交替掩护着向岳阳撤退。中国军队立即投入新锐部队衔尾追击，其余部队从左右两翼向前包抄，一次次把日军的殿后部队分离出来，然后包围歼灭——孙百里知道，以目前国军的兵力，没有能力全歼第11军，所以采取了蚕食的策略，每次吃掉几千人，极少成多，等到第11军溃退到岳阳城外的时候，至少损失了四万人。

为了防止敌人作困兽之斗，第四战区部队在第11军赶到之前就主动撤离岳阳市区，然后虎视眈眈地窥视日军的侧翼；与此同时，第六战区经过两天的激战，攻克荆州，向武汉外围步步紧逼，第11军的左右两翼全部被国军突破。

此时，横山勇面临的问题已经不是如果全身而退，而是如何在中国军队的全面进攻下守住武汉！

留下两个师团之后，横山勇率领第11军主力返回武汉，开始着手准备防守日军在华中地区的最重要据点。

8月21日，孙百里立即下令停止追击，中国军队止步于岳阳城下，然后开始打扫战场，调整部署，从西南北三个方向包围武汉。

至此，整整持续了三个月的长沙会战落下帷幕，共击毙日军五万余人，击伤十余万，俘虏三千余人，击毁日军坦克六十余辆，缴获了大批的武器弹药，并收复国土几万平方公里；国军共阵亡将士三万二千人，负伤五万余人。

长沙会战结束之后，日军在长江以南地区除了京沪杭三角地带之外，只剩下广州、南宁和武汉三个互相孤立的据点，而且全部处于国军的重重包围之中，形势对中国军队非常有利！