战史称此为“赣湘会战”）的企图只是在汨罗江沿岸、粤汉路两侧的丘陵地带打击中国第九战区主力，打完就走，并不想扩大占领区。
８月１０日前后，日海军开始在洞庭湖东侧侦察袭扰、探测航道；日空军也在战区上空侦察，窥探重要目标。８月下旬，日军地面部队开始集结兵力，调动频繁。其中第６师团从通城、临湘一带向岳阳以南集结，第３３师团从咸宁、崇阳向通城附近集结，第１３师团奈良支队从钟祥地区向临湘以南集结，第３师团上村支队从应山经汉口向岳阳以南地区集结，第１０１师团的第１０２旅团、第１０６师团从南昌、武宁一带向奉新、靖安附近集结。
９月１日，第１１军发出进一步准备的命令，命右侧翼的上村支队在城陵矶附近进行登陆训练，准备战役打响后乘舰南下，在营田附近登陆，将第九战区主力割裂，阻止其后退和增援；正面右翼的第６师团于９月１８日前向新开塘附近开进，准备强渡新墙河，向南突进；奈良支队于９月１７日向桃林以南地区开进，准备协同第６师团向南突进；正面左翼的第３３师团于９月１９日在通城附近集结完毕，准备向通城东南进攻；左侧翼的第１０６师团及第１０２旅团于９月１３日集结完毕，准备奇袭当面之敌，从奉新以西突破守军阵地的左翼，深入至守军防御正面之侧后，将守军歼灭于高安西北地区。第１１军在检查各部队准备情况后，于９月１０日确定：第１０６师团方面（赣北）于９月１５日开始进攻，第６师团方面（湘北）和第３３师团方面（鄂南）于９月２３日开始进攻。第１１军司令部战斗指挥所于９月１３日从汉口前推至咸宁。
第七部分：相持阶段前期的作战第九战区的作战方针和兵力部署
第九战区既是武汉会战后正面战场对日作战的主要方向之一，在战争全局上具有特别重要的地位，自然会引起国民政府军事当局的格外重视，不仅在此方向上部署了较其他战区更多的部队（约占全国野战部队的五分之一），而且对此方向作战的方针也早在４月份即已基本确定。４月１５日蒋介石曾致电薛岳、陈诚：“如敌进取长沙之动态已经暴露，则我军与其在长沙前方作强硬之抵抗，则不如作先放弃长沙，待敌初入长沙立足未定之时，即起而予其致命打击之反攻。”〔３〕４月２１日，军事委员会又指示第九战区：“湘北方面之作战，应先立于不败之地，利用湘北有利地形及既设之数线阵地，逐次消耗敌人，换取时间。敌如突入第二线阵地（平江亘汨罗江线）时，我应以幕阜山为根据地，猛袭敌之侧背。万一敌进逼长沙，我应乘其消耗既大、立足未稳之际，以预伏置于长沙附近及其以东地区之部队内外夹击，予敌以致命打击。”〔４〕５月１６日，军事委员会再次致电第九战区：“赣北方面，以游击战消耗牵制敌人，对该方面敌人予以反击，务希随时随地切实注意，妥为部署；高安方面，我军须纵深配备，并准备敌如进攻高安时，应自主的放弃高安，诱敌深入而侧击之。”〔５〕
第九战区为使防御具有韧性，达成军事委员会所赋予的任务，在湘北方面，沿新墙河、汨罗河、浏阳河构筑数道阵地，于幕阜山和湘江西岸构筑侧面阵地；在赣北方面，也指示各集团军在各自防区内构筑至少三线阵地，将部队纵深梯次配备，准备逐次抵抗；消耗日军后，适时转入反击，予以歼灭。并指示各线作战要领为：“第一线大体为现占阵地线，我应于此线极力消耗敌人。但在整训未完了前，敌如向我进犯，以现有第一线部队打击敌人为原则……第二线为中间阵地线，仍以第一线部队转进此线，担任作战为原则……第三线为最后阵地线，应于此线利用整训部队之增加，断然采取攻势，并应长时确保该线。”〔６〕
１９３９年９月上旬，第九战区根据各方情报，发现日军主力正向湘北方面集结。第九战区鉴于湘北沿粤汉铁路及其以东地区均为起伏地形，适于大兵团运动，距长沙较近，便于突击；且欧洲大战方起，日本可能利用西方列强无暇东顾之机，迅速攻下长沙，给中国抗日势力以打击，为叛国投敌势力张目，这对日本推进其战略政略均属有利，第九战区因而判断“敌似在九月中旬开始南犯，将以主力由湘北直趋长沙，于赣北、鄂南施行策应作战”。第九战区据此而拟定的战役方针是：以主力“在湘北方面利用逐次抵抗，引诱敌于长沙以北地区，捕捉而歼灭之”，“赣北、鄂南方面，应击破敌策应作战之企图，以保障主力方面之成功”。〔７〕
第九战区电令各集团军适当调整部署，严阵以待。
第七部分：相持阶段前期的作战赣北方面的战斗
赣北方面是日军为隐蔽主攻方向的行动而实施辅助进攻的方向，进攻兵力由第１０６师团主力及配属的第１０１师团派出的佐枝支队（第１０２旅团）组成。
９月１４日夜，第１０６师团按照第１１军的命令，由奉新以北集结地首先开始进攻，中井良太郎决定以第１０２旅团于９月１５日从大城镇向其以西的莲花山及高安地区守军第３２军、第５８军结合部的第１４１师及新１０师阵地作牵制性进攻，而以主力指向奉新以西中国守军最北侧的第６０军第１８４师阵地。该师逐次抵抗，向潦河右（南）岸转移。１６日，日军继续猛攻，中国第１集团军以第１８３师增援。１７日，日军第１０６师团突破上富至伍桥一线守军阵地，转向南面的村前街突击，逼近了高安。薛岳令第７４军由万载向上高推进，准备加入作战。１８日，日军第１０２旅团及１０６师团由东、北两面夹击高安。第３２军抗击１天，于１９日奉命撤出，向高安以西和锦江右岸转移。日军虽攻占部分阵地，但未能达到大量歼灭中国军队的目的。
９月２０日，日第１１军命第１０６师团以一部面对上高，监视该方向的中国军队，以主力转向西北，经上富、甘坊进至修水、三都，切断中国第３０集团军和湘鄂赣挺进军的后路。中国第７４军、第３２军趁日军第１０６师团主力转移时发起反击，１９日收复村前街，２２日克复高安。
日军第１０６师团在向修水、三都转进途中受到中国军队的层层阻击和侧击，行动困难。其一部于９月２５日进至甘坊，立即受到第６０、第７４军的包围，陷入苦战，直到３０日才突出重围，向后撤退；其另一部虽于１０月初进至修水、三都，也受到中国军队围攻，处境危殆。日第１１军急令第３３师团从长寿街折回修水，接应第１０６师团。１０月６日，第１０６师团在第３３师团接应下，从三都、修水撤退。中国第１、第１９、第３０集团军所属各部随即转入追击。日军且战且退，至１０月１３日，退回靖安、奉新，据守不出。赣北作战至此结束，双方恢复原态势。
（二） 湘北方面的战斗
湘北为日军主要进攻方向，进攻兵力由第６师团、奈良支队（第１３师团第２６旅团）、上村支队（第３师团第５旅团和部分海军组成）。其当面的中国军队为第九战区第１５集团军所属３个军。其中第５２军担任洞庭湖东岸磊石山、新墙河左（南）岸至长安桥一线守备（该军在新墙河北岸还保有若干前进阵地）；第７９军在第５２军右翼，担任长安桥至麦市一线守备；第３７军担任第二线（即汨罗江南岸）守备。
９月１８日，日军第６师团及奈良支队开始向新墙河以北第５２军前进阵地攻击，为渡河总攻扫清障碍。守军坚决抵抗。激战至２２日，第５２军除仍固守新墙河北比家山据点外，其余均撤回新墙河以南。薛岳鉴于日军向长沙进攻的意图已十分明显，遂于９月１９日将位于浏阳附近的第７０军和位于修水附近的第７３军也拨归第１５集团军指挥，以加强湘北的防御。第１５集团军以第７０军部署于汨罗江左（南）岸，增加第二线防御兵力；以第７３军为总预备队，控制于平江附近。
９月２３日拂晓，日军第６师团和奈良支队在强大炮火掩护下强渡新墙河，分别突破守军主阵地。上村支队则提前于９月２２日晚在岳阳登舰启航，进入洞庭湖，利用夜暗，隐蔽向南航行８０公里，于９月２３日６时２０分与其正面主力开始总攻的同时，在汨罗江口（汨罗江与湘江、横岭湖交汇处）的营田附近实施登陆。中国军队进行拦截，但兵力、火力都不足。上村支队在舰炮、飞机支援下登陆成功，随即溯汨罗江向东突击，企图切断汨罗江以北中国军队的退路，将第九战区战役布势割裂。
９月２４日，第１５集团军各部继续抵抗日军。第九战区鉴于正面主阵地已被突破，由营田登陆之敌又威胁侧后，遂令第１５集团军以一部留于新墙河与汨罗江间占领中间阵地、迟滞日军，主力即刻向汨罗江以南转移，占领第二线阵地。２５日，日军乘第５２军向汨罗江左（南）岸转移之际跟踪追击，其一部且乘隙偷渡汨罗江，袭占新市。２６日３时，日军在炮火、飞机支援下，向汨罗江左岸猛攻，守军凭既设阵地坚守，激战竟日，双方均遭受重大伤亡，形成对峙。
这时，军事委员会指示第九战区按原定方针，以６个师的兵力位置于长沙附近，乘敌突入长沙、分散疲惫之际与敌决战，侧击而歼灭之。第九战区据此调整部署：第７３军占领金井、福临铺以东地区，对南进之敌形成侧击；第５２军以一部留置于新市、浯口现阵地，牵制敌军，以主力占领长沙以东阵地，协同第７３军夹击进至长沙附近之敌；第５９师预伏于长沙东南地区，第１１师配置于岳麓山至乔口地区；第７７军一部留置于新市附近现阵地牵制敌军，主力转移至株洲附近；第４军主力占领湘潭及其前方据点；第７９军确保幕阜山根据地；与敌正面接触的部队应极力诱敌至伏击区域，包围敌人于战场而歼灭之。９月２７日，以上各部队调整部署完毕。
９月２８日，日军第６师团由汨罗江向南突进，上村支队沿粤汉铁路南进，因不断受到守军的阻击和伏击，进展不快。奈良支队由瓮江转向平江，企图策应第３３师团夹击中国第２７集团军及第７９军。２９日，第６师团一部在金井方面遭守军伏击，陷于激战；其另一部由福临铺突过捞刀河后，受到守军第６０师和第１９５师的有力阻击，前进不得。３０日，奈良支队虽然进至平江以东与第３３师团会合，但反受到中国第７９军、第２０军的夹击，有被围之虞。日军第１１军见进攻部队处处陷入困境、战线延伸、补给困难，已无力再战，遂于９月２９日下令撤退。
第七部分：相持阶段前期的作战鄂南方面
１０月１日，进至长沙附近的日军第６师团一部停止攻击，撤回捞刀河以北。第１５集团军发现后，立即命令第５２、第７３军转入追击，命令其他部队给撤退之敌以伏击、侧击和截击，以汨罗河左岸为第一步追击目标。第九战区也下令：“湘北正面各部队以现态势立即向当面之敌猛烈追击，务于岳阳、崇阳以南地区捕捉之。”〔８〕各部奉令后积极行动，１０月３日追至福临铺、金井，４日克复汨罗、新市。日军退至汨罗江以北。５日，位于营田附近的日舰受中国第５４军新编第２３师袭击，也退往岳阳。８日，日军全部退回新墙河以北。第５２军第１９５师追过新墙河，恢复前进阵地，并先后乘夜袭击西塘、桃林的日军。至１０月１６日，双方恢复战前态势，湘北作战结束。
鄂南方面是日军正面主力的次要进攻方向，进攻兵力为日军第３３师团，部署于崇阳、通城、通山地区，其任务是配合右翼主攻方向的第６师团、第２６旅团围歼平江以北的守军，并策应左侧翼第１０６师团的作战。中国第九战区在此方向担任守备任务的部队第２７集团军的第２０军、第１５集团军的第７９军，其右侧为湘鄂赣边挺进军所属第８军，部署于通山、咸宁地区，用作策应。
９月２１日，日军第３３师团开始向第７９军在通城以南的前进阵地攻击，２３日突破第７９军主阵地麦市，并继续向南进攻。第２７集团军令第２０军向第７９军右翼靠拢，夹击日军。双方在福石岭展开激战。日军多次进攻，均被击退。
９月２７日，日军第３３师团主力绕开石福岭向西南突进，先后攻占龙门厂、朱溪厂，但又遭中国军