5月27日，拂晓。湘北大地。日军在横山勇指挥下，第一线兵团同时发动了进攻。
左路兵团（外线精锐兵团）：第3、第13师团，从崇阳沿湘、赣边境山岳地带，向南猛插。左路兵团的第二梯队为第27师团等部。
中路兵团：第68、第116师团，从岳阳地区突破第20军防线，直向长沙扑来。中路兵团的第二梯队为第58、第34师团。
右路兵团（外线兵团）：第40师团、独立步兵第106联队、独立混成第17旅团、独立第5旅团、军直辖针支队、海军舰队、陆战队等部队，从洞庭湖水域向南进攻。
长沙，湖南大学内。奉薛岳之令守卫长沙城的张德能第4军，战区代理参谋长赵子立随带特务营，战区炮兵指挥官王若卿率炮兵第3旅，此时正在大学内召开“三方”会议，研究兵力配备和步、炮兵协同作战问题。由于薛长官仅指定张、赵、王三人负责守城，却没明确这三人中谁为统帅。因此，职责不明，造成指挥混乱。
会上，三方一致认为日军将以大的兵团进攻长沙。但在兵力部署上，却各执己见，相持不下。
赵代参谋长提出：“长沙只应作为一个持久的防御点来迟滞、消耗敌人有生力量，以争取时间，以利于我机动部队的集结与决战。因此，应将第4军的两个师和炮兵置于城西岳麓山，一个师放在城里。只要岳麓山阵地能确保，长沙城就可确保，就是在长沙城不能确保时，由于主力在岳麓山这边，也可掩护城里那个师西渡湘江，免遭日军歼灭，向西或向南撤退也来得及。”
中国军队在第四次长沙会战中激战
张军长的意见与赵代参谋长针锋相对，主张将主力放在城内死守。决心亲率两个师住进城去，一个师放在湘江西岸岳麓山。
在双方争执不下时，张德能搬出薛长官这块王牌压人，说：“第4军将主力放在城里，这是薛老板指示的。”张德能一味地按自己的主张行事。他将第90师放在岳麓山这边，自己亲率第102师和第52师住进城里，军指挥部设在城内坡子街中央银行的防空洞里。
6月6日。日军右路兵团突过洞庭湖水系，占领沅江，并将第六战区南下救援的王耀武集团军阻击于益阳地区。同时，敌以有力之一部继续南下，于6月16日攻占长沙西面战略要地宁乡。
中路日军第一线兵团两个师团，突破新墙河第20军南岸第一道防线，一度包围20军133师，并企图包围歼灭第27集团军总部和20军主力。经20军另外两个师救援，打破日军包围，20军主力和第27集团军总部才从平江退向左侧，并南下，企图向浏阳地区靠拢。
中路日军第一线兵团长驱直下，于6月8日抵达长沙城郊，仅以一部兵力攻打长沙城，主力却绕过长沙，继续向南推进。中路日军第二线兵团第34、第58两师团，在一线兵团扫清的通道上快速推进。6月13日，第34师团与右路军的志摩支队和针支队会合，共四万余兵力，从长沙北面突然西渡湘江，迂回攻打岳麓山守军。第58师团也在这时一鼓作气推进到长沙城下，迂回到西南方向长沙发动猛攻。
日军左路（外线优秀兵团）之一、二线兵团于6月中旬，在浏阳地区将正在运动中的第九战区机动部队第44、第72、第58、第37等各军前后夹击，左右围攻，打得该几军一团混乱，纷纷向江西边境突围撤退。整个战区乱了阵脚，陷入被动挨打局面。
长沙会战激战中的中国军人
