陆军航空兵团约100架飞机及海军一部的强大兵力，
企图集中打击第9战区主力，
并在政略上实施日本政府以打诱降的计划，
企图挫败国民党军的抗日意志导致国民政府屈服，
从军事上配合推出汪伪政权。
中国鉴于长沙的极端重要性，早就判断出日军必将进攻，
为此确定了守卫湘北赣北的基本方针，
向第9战区不断下达作战指示。9月上旬，
第9战区判断日军进攻长沙即将开始，加紧部署，严整战备。
但长沙地区的地势却不利防御作战，北部平坦无险可守。为此，
总结了抗战以来会战失败的经验教训，改变以前层层设防，
逐次防线地与日军进行阵地防御战的呆板挨打战术，
转为只以部分部队坚守正面既设阵地，逐次予敌消耗，
主动转移至敌之侧翼，继之以伏击、侧击、
尾击等各种手段逐次消耗敌兵力，待敌进入预定决战区域，
集中使用绝对优势兵力，将敌一举围歼。
这成为此后几次长沙会战一成不变的战略指导思想。同时，
认真吸取南昌会战教训，特别注意破坏一切可资日军利用的道路，
包括铁路、公路甚至乡间小路，
使日军机械化部队和重炮兵行动困难。
9月14日，会战开始。日军采取其传统的“分进合击，正面突破、
两翼包抄”的战术，分别从赣西、鄂南、湘北三个方向会攻长沙，
湘北为主力。在会战中，鉴于长沙的极端重要性，进行了战役动员，
中国官兵表现出了空前高涨的抗日意志，
与日军进行了异常激烈的战斗。在中国军队的顽强打击下，
10月1日，日军放弃攻势被迫退却。10月15日后，
逐步恢复原阵地。
此役，日军集中10万兵力，劳师南征，
未能达到歼灭第9战区主力的作战目的，相反，
各路均遭到有力的阻击、侧击，部分日军陷于包围，损失惨重。
日军承认“此次会战与南昌、襄东（即随枣会战）两次会战，
颇有决战之势。在部分战场上，部分战况之激烈超过了诺门坎。”
日军在会战前期，攻势行动艰苦，在会战后期，
于中方反击下匆匆撤退，士气大受影响。此次会战，
日军伤亡达2万余人。
期间，1939年9月23日，
日本陆军中央为了统一侵华日军的指挥和对华政略战略，
在南京设立中国派遣军总司令部，下辖华北方面军、第11（
驻武汉地区）、13(驻京沪地区)、21（广州）集团军，
解散原华中派遣军。
第二次长沙会战第一次长沙会战后，
第9战区仍与日军隔新墙河对峙于湘北地区。1941年后，
日军酝酿发动第二次进攻。但因苏德战争爆发，
日军积极准备对英美开战，无力投入更多机动兵力，被迫缩小规模，
仅将目的定为予9战区中国军队一次重大打击。
第9战区总结第一次会战经验制定了反击作战计划。9月，
日军发动进攻，强渡新墙河。由于9战区出现指挥失误，
下达作战命令的无线电报竟被日军窃收并破译，
使中国军队陷入极大被动，虽多处与敌激战，但遭遇失败。月底，
日军攻入长沙。但是，
由于日军大本营正在积极准备发动太平洋战争，“
要求作战尽快结束”，同时日军经连日作战，粮弹损耗很大，
战线过长，后勤保障困难，决定10月1日开始撤退。
中国军队随即展开追击作战。10月5日，日军退回新墙河北岸，
中国军队恢复原阵地。
这次作战，中国军队由于指挥失误导致付出了相当大的代价，但是，
从战略上说，是中国军队的胜利，日军并没有击溃9战区主力，
自身却付出了2万余人伤亡代价，阵地完全恢复到战前状态，
日军没有达到任何大的战略价值。而且，
中国第6战区乘他处日军空虚，对宜昌之敌发动猛攻，
日军死伤惨重，面临彻底覆灭危险，
宜昌日本守军师长已写下遗书准备自杀，
因另一部日军驰援才得以躲过灭顶之灾。
宜昌作战也是1941年正面战场唯一一次主动发动的进攻战役，
歼灭日军7000人。而这，正是第二次长沙会战造成的机会。
第三次长沙会战1941年12月8日日本发起太平洋战争后，
日军中国派遣军驻广州军进攻香港，
日军驻武汉之集团军决定再次发动对长江以南中国军队的进攻，
从而牵制中国军队转用广东方向，阻止中国军队援助英军保卫香港。
为此，武汉日军再次进攻长沙。1941年12月23日，
日军强渡新墙河，会战开始。
这次会战，中国军队一改被动局面，取得战役胜利。
中国在前两次长沙会战的基础上进一步总结经验，展开防御作战。
第9战区一线兵团依托各阵地逐次抵抗，给日军相当的损耗和迟滞。
待敌深入长沙预定决战地区，中国长沙守军顽强坚守核心阵地，
连续挫败日军进攻。同时，第二线反击兵团周密协同，
对日军进行合围。日军屡攻长沙不下，
周围中国军队又不断压缩包围圈。日军弹药将尽而补给