日本軍部戰後也不得不承認：“中國軍隊攻勢的規模很大，其戰鬥意志之旺盛，行動之積極頑強，在歷來的攻勢中少見其匹。 我軍戰果雖大，但損失亦為不少。”
1939 年 9 月 14 日，岡村寧次調集第 6 師團、第 33 師團、第 101 師團、 第 106 師團主力以及第 3 旅團上村支隊、第 13 旅團奈良支隊、第 101 旅團佐 枝支隊約 10 萬兵力，在陸軍航空兵團第 3 飛行團 100 多架飛機、海軍第 3 艦 隊 120 餘艘艦艇配合下，採用“分進合擊，正面突破、兩翼包抄”戰術，從 贛西、鄂南、湘北三個方向圍攻長沙。第一次長沙會戰就此打響。
日軍從四面八方猛撲而來，長沙的氣氛異常緊張。此時，第九戰區下轄21 個軍又 3 個挺進縱隊共 52 個師，加上國民政府軍事委員會為配合第九戰 區作戰部署的 4 個軍（分別為第 4 軍、第 5 軍、第 99 軍及新編第 6 軍又第 11師），總計 25 個軍 63 個師 50 萬人。被薛嶽列入作戰序列的部隊有 21 個軍 49個師又 3 個挺進縱隊，實際參戰兵力為 35 個師又 3 個挺進縱隊 40 萬人。
長沙會戰中開赴前線的國軍士兵
日軍在贛西、鄂南、湘北三個方向的戰況各有不同。9 月 14 日夜，贛北方向的日軍第 106 師團由奉新、靖安一線進犯，向守 衛會埠的第 60 軍發起進攻，第 101 師團向高安守軍進行牽制性攻擊。經過 3 天激戰，高安於 17 日陷落敵手。
第九戰區司令部收到高安失守的消息，十分震驚，這一戰略要地的丟失， 對長沙形成巨大的威脅。薛嶽急忙向第九戰區前敵總指揮羅卓英下死令立即 組織部隊全力反攻，隨後又派王牌部隊第 74 軍前往增援。
9 月 22 日，國軍成功收復高安，並多次打退日軍瘋狂的反撲，粉碎了日 軍由此西進的戰略意圖。隨後，敵人退回奉新、靖安一帶，贛北戰場恢復戰 前態勢。
在鄂南方向，日軍也遭到中國軍隊的頑強抵抗和英勇反擊。
9 月 21 日，日軍第 33 師團在師團長甘粕重太郎中將的指揮下，向防衛 鄂南地區的中國軍隊發起進攻。薛嶽急令湘鄂贛邊區遊擊總指揮樊崧甫率大 湖山、九宮山一帶的部隊，由南向北、由東向西兩個方位同時襲擊第 33 師 團，形成對日軍南北夾擊的態勢。同時，命第 8 軍前往增援。
日軍在兩支中國軍隊的阻擊和圍攻下，被迫撤退。10 月 11 日，第 33 師 團退回到通山、通城一帶的原防地進行休整，鄂南戰場恢復到戰前的態勢。
湘北是日軍此次計劃的主攻方向。9 月 18 日，日軍主力第 6 師團及奈良 支隊向駐守新牆河北岸陣地的國軍第 52 軍發起攻擊。新牆河戰鬥打響。
9 月 20 日晨，日軍集中一個旅團的兵力，在猛烈炮火的掩護下，向雷公 山、草鞋嶺一帶發起進攻。經過 3 天激戰，負責守衛草鞋嶺的第 195 師 1131 團3 營傷亡大半。其間，日軍不斷組織陸、空軍聯合攻擊，仍沒能佔領這處陣地。
中國軍隊在新牆河一帶浴血奮戰
該營營長史恩華曾接到師長覃異之的電話：“如無法支持，不得已時可向 東靠。”他擲地有聲地回答：“軍人沒有不得已的時候 !”
23 日拂曉，日軍又一次狂攻開始了。史恩華親臨最前線，肩部中彈受 傷，用布裹起來繼續戰鬥，誓死不下火線。在全營幾乎傷亡殆盡的情況下， 他讓剩餘官兵高唱《義勇軍進行曲》，奮勇還擊，不幸再次中彈，壯烈犧牲。 最後，全營官兵全部為國捐軀。
關於史營長的死，流傳在戰場附近傅朝村的說法是這樣的：“全營的人都 沒有願意撤的，最後剩了史營長和他的勤務兵，史營長負了重傷，他不願意 被日本人俘虜，命令勤務兵開槍打死他，勤務兵下不了手，史營長最後自己 朝自己開了槍。” 這與中國官方戰史記載稍有出入。
太陽落山的時候，日軍佔領了草鞋嶺陣地，在打掃戰場時，他們發現了史恩華的遺體。暮色中，日軍支隊長奈良晃少將，恭敬地向這個頑強的對手 深鞠一躬。
史恩華
史恩華（1911–1939），黃埔八期。抗戰爆發後擔任第 52 軍 195 師 1131 團 3 營少校 營長。第一次長沙會戰中，新婚剛三天的他 親臨一線，率部與日寇激戰三晝夜，最終以 身殉國，犧牲時年僅 29 歲。附近傅朝村居 民集資厚葬他於村北，墓前樹一石碑，上書 “中華魂史營長之墓”。
9 月 22 日晚，北岸的中國軍隊奉命退防至新牆河南岸。
23 日拂曉，在密集炮火和毒氣支援下，日軍第 6 師團及奈良支隊強渡新 牆河。負責防守的國軍第 2 師 12 團戰鬥至中午，全部犧牲，南岸陣地被日軍 攻佔，第 52 軍被迫退守到新牆河東南方向的制高點。
幾乎就在此時，日軍上村支隊乘船沿洞庭湖南下，在汨羅江口的土星港、 營田一帶登陸，從左翼夾擊在這一帶佈防的第十五集團軍，企圖全殲汨羅江 以北的中國軍隊。日軍第 33 師團佔領麥市後也企圖由此南下，從東面包抄防 守湘北的中國軍隊。
第十五集團軍背靠新牆河、汨羅江陣地，依次進行阻擊，在完成消耗日 軍有生力量的任務後，於 9 月 25 日奉命撤退到設在汨羅江南岸的二線陣地。 此時，日軍派出一支部隊偽裝成逃難的老百姓，渡過汨羅江突襲新市，新市 守軍措手不及，傷亡慘重。
9 月 30 日，日軍向汨羅江南岸發動猛攻，激戰了整整一天，雙方傷亡極
大，短時間內均無力組織大規模反擊，再次陷入對峙狀態。 此時，日軍前鋒部隊距第九戰區司令長官部駐地長沙只有 30 多公里，但
面對近在咫尺的目標，他們卻提不起精神。在向長沙進軍的過程中，日軍不 斷受到中國軍隊的阻擊，每前進一步，都要消耗大量的人力物力，現在整個 隊伍已疲憊不堪。
薛嶽審視戰局，認為殲敵機會已經到來。他早已調集重兵設下“天爐戰 法”，靜待日軍鑽入“口袋”。
面對膠著的戰況，岡村寧次寢食難安。一日，他乘飛機在空中觀察戰場 形勢，卻發現中國援軍正源源不斷地趕來，在長沙周圍佈下重陣。岡村寧次 很快意識到，局勢已經對日軍極為不利，於是下達放棄進攻長沙的命令。10 月 1 日，日軍開始撤退。
當天，薛嶽被正式任命為第九戰區司令長官。他察覺日軍撤退的企圖， 立即下令第九戰區各部全面出擊。日軍大敗。國軍士氣大振，一鼓作氣連連 收復上杉、汨羅、新市等地。
10 月 13 日，日軍被迫後撤至新牆河以北，其湘北作戰計劃以失敗而告終。 第一次長沙會戰結束後，中日雙方各自公佈了己方統計的戰果：日方聲稱 此戰斃傷和俘虜 4.8 萬餘名中國軍人，己方的傷亡數字僅為 3 600 人；中方稱斃 傷日軍 4 萬餘名，己方的傷亡人數較日方統計數字相差不大，同樣為 4 萬多人。 對於一場事關全局的大戰役來說，勝敗的衡量標準不能僅限於死亡人數，
更重要的是有沒有完成戰前的既定目標。此次日軍集中 10 萬兵力，興師動 眾，遠遠沒有實現殲滅第九戰區主力、佔領長沙地區的戰略企圖。在戰後的 總結報告中，日本軍部也不得不承認：“中國軍隊攻勢的規模很大，其戰鬥意志之旺盛，行動之積極頑強，在歷來的攻勢中少見其匹。我軍戰果雖大，但損失亦為不少。” 就在同一時間，德國法西斯軍隊在歐洲戰場正勢如破竹，於是，中國軍隊在長沙會戰中取得的勝利，引起了國際社會的廣泛關注。美聯社、合眾社、 塔斯社、《泰晤士報》等國際知名媒體組成聯合戰地記者團，趕赴湘北戰場進行實地採訪報道，迅速擴大了中國在反法西斯戰爭中的影響。
1939 年 10 月薛嶽在長沙會戰中會見戰地記者
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