在曹寧他們回到了上海后，井上五郎身上的膠卷，被吉川貞佐親自送到了駐華日軍司令部。
為此，日軍召開了軍事會議，對國軍的軍事計劃進行分析。
在這個會上，有日軍高層懷疑這個情報的真實可靠性。
也就在這時，李杰的老婆被接到了上海。
她身上所攜帶的一個膠卷，送到了日軍軍事會議上。
當場投影了兩個膠卷的內容。
然而，兩個膠卷的內容是一摸一樣。
這就證實了吉川提供的情報完全是真實的。
兩個膠卷相互印證后，這讓日軍高層放下心來。
于是，駐華日軍司令部，下達了作戰命令。命令日軍11軍正式對中國長沙城發起進攻。
1939年9月1日，日軍11軍司令岡村寧次制定作戰方針。
據情報，修水河當面中國軍為25個師。
日軍為了打擊中國軍隊繼續抗戰的意志，決定在9月中旬以后，開始奇襲攻擊，以期在最短期間內，捕捉第九戰區主力部隊，將其殲滅于湘贛北部平江及修水周圍地區。
為此，日軍第11軍集中第6、第33、第101、第106師團及3個旅團（包括海軍、航空兵各一部）約10萬兵力，在司令官岡村寧次指揮下，采取奔襲攻擊的方針，進攻長沙。
9月13日，日軍秘密部署完成。
日軍第11軍的戰斗指揮所進駐咸寧，岡村親臨指揮作戰。正式下達作戰命令。
主要內容是：為隱蔽主攻方向，迷惑、牽制中國軍隊，第106師團于9月15日先開始進攻，由奉新以西突破守軍第1、第19集團軍陣地，進出至其側后，殲滅守軍于高安西北地區。
第33師團由通城向麥市、渣津突進。打擊當地的中國軍第27、30集團軍。
11軍主力于9月23日拂曉發起進攻。
其中第6師團由新墻鎮以西向汨水南高地正面突進。
其左翼奈良支隊由楊林街以西向浯口、汨水北岸突進。
其右翼上村支隊于9月23日拂曉在營田登陸，向汨羅江上游平江地區攻擊前進。
這三支部隊協同殲滅該地區中國守軍第15集團軍。整個戰役預計2030天，10月10日至15日返回原駐地。
而中方的第九戰區也在積極備戰。
按照第二套軍事計劃，薛岳開始調兵遣將，部署兵力。
第1集團軍第58、第60軍守備靖安、奉新以西張家山、麻下、會埠一線陣地；
第9集團軍第32、第49軍守備蓮花山、馬形山以及錦江右岸陣地；
第15集團軍以第52軍主力守備新墻河陣地，第79軍守備南江橋至麥市間陣地，第37軍守備湘陰以北湘江亙汨羅江右岸陣地；
第27集團軍第20軍前出咸寧、崇陽地區，第73軍集結于渣津地區；
第30集團軍第72、第78軍共4個師守備武寧以西蒲田橋、琵琶山一帶陣地；
湘鄂贛邊區挺進軍位于通山、大冶、陽新地區；
第4、第70、第74、第5、第99、新編第6軍和第11師共15個師為戰區總預備隊，分別集結于長沙以南、以東的湘潭、株洲、衡山、衡陽、瀏陽及贛北上高、宜豐、萬載等地。
另外，防守洞庭湖與湘西方面的為第6戰區第20集團軍（轄第53、第54、第87軍等部），為了便于協同作戰，該集團軍配屬第9戰區指揮。
戰斗從贛北、鄂南、湘北三個戰場打響。
坐鎮咸寧指揮作戰的岡村寧次自此次戰斗打響以來，接到的幾乎全是屬下報捷的消息。
贛北第106師團和佐枝支隊正按計劃向湘北挺進。
鄂南第33師團正向汨羅江上游推進。
湘北第6師團、奈良支隊、上村支隊已突破新墻河、汨羅江兩道防線，看來拿下長沙已是指日可待了。
誰知，就在這時，戰場形勢突然發生急劇變化。
贛北日軍硬是被中國軍隊給拖住了后腿，無法前進。
鄂南日軍雖到達汨羅江上游，與湘北日軍主力會合，但中國軍隊主力已經后撤。
湘北日軍在突破國軍兩道防線后，中國軍隊已經不再死守陣地，而是采取且戰且退的較為靈活的戰術，而日軍則開始不斷遭到伏擊。
岡村寧次在此次作戰中不但低估了中國軍隊的戰斗力，而且，他還忽略了一個更為重要的因素，那就是當地民眾的力量。
在會戰開始前，當地民眾在政府的組織下，和中國軍隊相配合，把新墻河至撈刀河之間的主要交通要道已全部破壞，就連這一地區間的土地都被翻了一層，成為新土，從而使得日軍的機械化部隊無從施展，其戰斗力也就相應的減弱了，甚至后勤也不能完全保證。
最讓岡村寧次頭痛的是，日軍從重慶得到了情報。
重慶最高指揮官已經命令江西，湖北，湖南各地的武裝緊急支援長沙，命令他們破壞日軍的后退的道路。
這是一個奇怪的現象。
為此，日方調動了最厲害的特工，得到了一個讓他們害怕的消息。
重慶方面已經命令廣西，云南，四川三省的國軍，一共二十多萬人，全速趕到長沙，參與決戰。
同時，重慶方面給薛岳電令，堅守到援軍到達，與援軍一起，將日軍第11軍消滅在長沙。
日本大本營接到這個情報，并得到了證實。便將這個情況通知了岡村寧次。ωēηχūē3Ч.cōм
日軍參謀人員提出，在這種情況下，沖向長沙很是冒險。
雖說日軍軍力較強，但是，久戰之后，又無增兵增援，軍力會漸漸弱下去。而長沙國軍據城死守，可以發揮地理優勢。最關健的是，那二十多萬的沒有損耗的強兵。他們一來，日軍的優勢就會蕩然無存。
10月1日，岡村寧次仔細權衡后，感到打下去對日軍不利，于是，下達了全線撤退的命令。
10月1日，進至永安市的日軍首先向撈刀河以北撤退。繼而，橋頭驛、上杉市等地日軍相繼后撤。
前線的國軍指揮官，看到日軍撤退，便發出追擊的命令。
10月2日，國軍第15集團軍各部開始追擊，當日克復上杉市。
11月3日，第25、第195師追擊到達福臨鋪、金井附近。日軍開始向汨羅江北岸退卻。☆щщщ.щēχυē⒊ч.cǒм
4日，第15集團軍收復長樂街、汨羅、新市等處。
隨后，各個國軍部隊相繼收復重鎮……