鬼子占領汨羅江兩岸的陣地後，認為**不會再有什麼戰鬥力了，遂冒進長沙，接連攻克平江和永安，逐漸的打到了撈刀河附近。現在長沙會戰已經到了最關鍵的時候，也是薛嶽的“天爐戰法”的最後階段。薛嶽已經將部隊布置妥當，就等鬼子們進入他的“老君爐”了。
立功心切的鬼子第6師團，在沒有等到其他部隊到位以前，就獨自向中**隊發動了進攻。薛嶽怕下麵的部隊過早的發動反擊，就嚴令各部隊在目前情況下，嚴禁向鬼子進行反擊。中**隊被動挨打的架勢，讓第6師團感到異常的高興，他們連日來一直都向對麵的**第4軍發動了大規模的進攻，大有一戰取勝的氣勢。第4軍也被打出了火氣，他們頂著日軍猛烈的炮火，就是死守著陣地不動搖。連續激戰了三天，鬼子們的進攻才稍微遲緩了一下，但第4軍已經有3000多弟兄長眠於這片國土之上了。這天上午，鬼子的飛機照常前來轟炸，鬼子的重炮除零星炮擊外，並沒有發動大的進攻。這一反常的情況讓第4軍產生了警覺，於是就排除了搜索連深入到鬼子的後方去摸摸情況。這一摸，“情況”卻大出他們的意料之外，種種的跡象表明，鬼子們正在偷偷的組織撤退，飛機轟炸和炮擊完全是在掩護他們的撤退行動。第4軍急忙向戰區長官部發去了急電，彙報了第6師團正在撤退的情況，並請示薛嶽是否可以發動反擊了。薛嶽的回答是：“不惜一切代價，拖住第6師團，不讓他從容撤退，為其他兄弟部隊爭取時間，一舉殲滅其他的日軍部隊。”
原來日軍第13師團和第3師團一部在進至福臨堡和橋頭鎮一帶時，被第52軍和73軍給合圍了。進犯至鄂南的第33師團也被阻於嘉義地區，不能按計劃與第6師團會師了。岡村寧次意識到自己中了薛嶽的“圈套”了，就放棄了進攻長沙的策略，命令孤軍深入的第6師團悄悄的北撤。薛嶽那肯讓第6師團悄悄的溜走啊，他當即就命令第4軍拖住敵人，同時電令第74軍即刻出發，堵住第6師團的後路。
隨著薛嶽一聲令下，第9戰區的**部隊全都行動了起來。但是，鬼子也是拚命的逃跑，他們的機械化程度要高於**，所以**就像是瘸子抓小偷，越喊越遠了。行動最快的就是第74軍和79軍了，74軍在平江附近，截住了日軍第6師團的奈良支隊。79軍在嘉義地區截住了第33師團一部。經過3天的激戰，奈良支隊被74軍徹底打殘了，少數日軍突破重圍逃了出去。第33師團怕被**合圍，就不敢去解救被圍困的部隊，灰溜溜的逃過了新牆河。那部分被圍的日軍部隊，在第79軍猛烈的攻擊下，很快就被殲滅了。其他進攻長沙的日軍部隊都順利的跑回了新牆河北岸，就地組織防禦以防止中**隊強渡新牆河向他們發動進攻。第37軍重新占領了新牆河南岸的陣地，與鬼子隔河對峙。中**隊的反擊行動到此結束。在追擊鬼子的途中，**官兵撿到了許多鬼子逃跑時丟棄的物資，但是卻沒能抓到任何一名日軍的俘虜，這不能不說是一個遺憾。
幾天之後，中**隊全部恢複了新牆河的原有陣地。岡村寧次處心積慮策劃的進攻長沙的作戰計劃也宣布失敗，至此，第一次長沙會戰宣布勝利結束。身在重慶的蔣委員長給第9戰區發來了賀電，盛讚薛嶽的“天爐戰法”之精妙，並鼓勵第9戰區的**部隊要再接再厲，為這場民族生存之戰再立新功。並且委派**副總參謀長白崇禧上將，代表他前往第9戰區表彰有功的部隊。
其實第9戰區的高級將領們都明白，這次長沙會戰，其實並非是人們想象的“大捷”。薛嶽苦心經營的“天爐戰法”隻能說是成功了一半，之所以說他成功了一半，是因為他把鬼子們成功的引到了長沙城下，而不成功的地方就是狡猾的岡村寧次識破了薛嶽的戰略意圖，在關鍵的時候命令部隊開溜了。這次長沙會戰的結局，是雙方誰都沒占著便宜，整個戰役的初期，**部隊的損失也是很大的。但在後期**部隊也成功的殲滅部分日軍部隊，所以總體來說是個平手的結局。盡管如此，這次長沙會戰是中**隊在日軍侵華以來第一次將進攻的日軍實實在在的打退了，並且迫使日軍退回了原地，可以說日軍的戰役完全失敗了，因此對日軍士氣的打擊不小。同時，長沙會戰也極大的鼓舞了全國民眾的抗日信心。