1942年1月1日晨，日军第3师团渡过浏阳河，从东南方逼近了长沙守军的前沿阵地。
11时，丰岛房太郎师团长正式下达了进攻长沙的命令。其进攻部署是：由石井信率第18联队进攻长沙城东南角的东门至南门一带，由的野宪三郎率第68联队进攻南门外的市街与南门至湘江东岸地区。
中午12时，当一颗巨大的黑色信号弹刚刚从长沙市东侧东山镇李家冲山地日军第3师团指挥所的附近升起时，猛烈的攻城战就开始了。
日军第3师团野战炮兵第3联队首先向预备第10师的阵地开始猛烈轰击。炮声未停，石井信与的野宪三郎便各率所部，“叽哩哇啦”地呼喊着、嚎叫着，向狮子岭、金盆岭一带守军最前沿的阵地发起猛烈的冲锋。
这时，代表阿南惟畿前来慰问前线各作战部队的日军第11军参谋长木下勇乘坐的飞机出现在长沙上空。与木下勇同行的还有日本的一群随军记者。
当木下勇透过机窗看到第3师团的部队正向长沙东南郊区突进时，立即命令机上人员空投下由他带来的各种慰问信和慰问物品。记者们则不停地按动手中相机的快门，拍摄战场的情况以及长沙市区、湘江、岳麓山、浏阳河、捞刀河等地的军事地形照片。日军飞机在长沙上空兜了一圈后，又飞走了。
地面上，双方激战正酣。
日军第3师团第18联队在攻下预备第10师第29团防守的阿弥岭阵地后，又跟踪追击第29团至罗家冲、候家塘。此时，预备第10师第28团接战。日军另一路突破石马辅、雨花亭进至黄土岭、金盆岭一线。第28团在岳麓山重炮的支援下，在候家塘、黄土岭、东瓜山、修械所与日军反复拼杀，连伙夫、马夫也上阵御敌，击退日军10余次冲锋。
驻守南门外左家塘据点的预备第10师第29团曹健生营的全体官兵，从中午直到薄暮，顶着日机的疯狂轰炸和扫射，打退了日军一次又一次冲锋。营长曹健生负伤后，仍坚持指挥作战。最后，全营官兵全部战死，壮烈殉国。
到傍晚时分，日军仍未能完全突破预备第10师的第一线阵地，双方处于胶着状态。
一心想要在长沙过元旦之夜的丰岛房太郎，于18时30分急令师团直辖的加藤大队投入战斗。
这个大队素以擅长夜战而闻名，可以说是第3师团的一张“王牌”。
丰岛房太郎本以为靠着这张“王牌”偷偷潜入长沙，到时再来个里应外合，就可以攻进长沙。但他没想到，他的这支奇兵在冲到守军第二线阵地时就被缠住了。战斗至次日凌晨2时左右，加藤大队长带领三名副官，偷偷地穿过城外的房屋，越过守军兵营，欲潜入市内。岂知，当他们刚摸进守军的步哨线，加藤大队长就被隐藏在屋檐下的一名守军士兵射出的子弹击中了小腹。后虽拼死挣扎，但终究命归西天。另外三人中也有两人被击毙，只一人逃出。该大队为了夺回加藤的尸体，曾“反复进行了几次必死冲锋，但均未见效，反而使那些房屋燃起了熊熊烈火”。就这样，丰岛房太郎的“王牌”全军覆没。
在长沙东南侧和南门外的日军从傍晚起虽然又发起了数次冲锋，但仍无法攻进长沙。
整个晚上，丰岛房太郎都一直守在其指挥所内的电话机旁，等待着攻克长沙的捷报，期待着能够尽快地进入长沙，到长沙城里去欢度1942年的元旦之夜。可是直到午夜时分，他的士兵仍被挡在长沙城门之外。他的希望彻底地破灭了。
午夜降临了。1942年长沙城的元旦，在“隆隆”炮声中和激烈的喊杀中过去了。接下来，长沙城要面对的是更为残酷和惨烈的厮杀。
1月2日，激战的战斗仍在长沙城东门至南门一带继续着。
第9战区全力迎战（3）
凌晨1时30分，城南打靶场的日军开始向邬家庄、小林子街进犯，与守军展开白刃肉搏战。守军寡不敌众，一个小时后，邬家庄与小林子街相继失陷。驻守黄土岭一带的预备第10师第30团阮营长闻讯后，立即带上本部官兵80余人，乘日军立足未稳之际，予以迎头痛击，从而一举夺回了小林子街与邬家庄的阵地。
3时20分，日军再次向邬家庄、小林子街发动攻击。第10军军部令预备第10师第29团留1个营坚守金盆岭、黄土岭附近阵地，余部在团长陈新善、副团长曾友文的率领下，增援邬家庄与小林子街守军作战。直到天亮前5时许，终于将日军赶出小林子街与邬家庄。然而陈新善、曾友文两人却在与日军的肉搏战中英勇献身。
天明后，双方继续厮杀。
第3师团第68联队第1、第2大队经过苦战进占西湖桥，尔后，两股日军分别向东瓜山、妙高峰冲击。东瓜山失守后又被第29团反攻夺回，后又得而复失。特别是争夺修械所的战斗非常激烈，刀砍棒击，肉搏拼杀，双方死伤甚众。据有人回忆：“修械所所在地的山头，南高北低，最北处有碉堡一座，敌人反复冲锋，终被击退。最后双方进行肉搏，场面十分惨烈，仅200米的阵地上，敌我双方的尸体达四五百具之多，打断的枪支，刺弯的刺刀，横七竖八，狼藉满地，双方死亡的兵员，尸身遍野。战斗之激烈，不堪言状。”
日军第18联队则相继攻占了左家塘、妹子山、识字岭、圣经书院等据点，随即分兵攻打浏阳门、小吴门。第3师官兵顽强固守，击退了日军数次进攻，守住了这两座城门。
据日方记载：这一天，日军第3师团第一线各部队在空军的配合下，“反复进行了以城墙为目标的突击”，但“重庆军的抵抗极为猛烈，到处展开了一进一退拼死的争夺战”。其石井部队对东侧城墙中央部分反复冲锋，“双方陷于混战，反复地展开了高层建筑物的争夺战”；其的野部队“冒着从牛头洲及湘江对岸射来的重炮的射击，向南门东西一线发起攻击”，与守军“一个据点一个据点地展开肉搏战”。战至黄昏，其第2中队的全体干部，“均伤亡于湘江河畔”。
傍晚时分，阿南惟畿在接到前线战报后，又令第6师团从长沙城东侧和北侧加入战斗。
阿南惟畿此次对于攻下长沙仍是胸有成竹。
与阿南惟畿的胸有成竹相比，薛岳此时更是胜券在握。因为他已获得了一份绝密情报。当预备第10师的官兵于1月2日下午全歼了在白沙岭民房内负隅顽抗的日军加藤大队后，在清扫战场时意外地发现了加藤大队长的尸体，并缴获了日军此次作战的计划和命令等文件。薛岳从这些文件中得知了日军各师团所在的位置和担负的任务，并得知其携带弹药的数目及其前线作战部队弹药已不足等重要情报。看完这些文件后，薛岳以少有的激动拍案大叫：“一纸虽轻，胜过万挺机枪也！”他立即将有关情况通报给各部队，令各集团按预定计划快速向长沙外围合拢，以达围歼日军的目的。
日军第6师团接到进攻长沙的命令后，其步兵第13、第22联队及独立第2联队于1月2日晚从洪山庙、湖渍渡渡过浏阳河，经德雅冲、伍家岭、开福寺向第190师防御阵地发起进攻。其中以杜家山争夺战尤为激烈。杜家山位于湖渍渡西岸（今动物园东南山），是长沙城东北面的制高点。防守杜家山的第570团连续击退了日军10余次冲击。
经过第二天的血战之后，守城的第10军官兵伤亡较大，只好缩短阵地，退守第二线据点，与来犯日军展开更艰苦的第二轮搏斗。
1月3日，长沙城的守卫战进入了最艰苦的阶段。
黎明时分，日军第6师团从长沙城东北侧、第3师团从东南侧至南侧，连成一线，集中炮火，同时向长沙城的北门、东门和南门守军第二线阵地进行炮击。第9战区岳麓山的炮兵立即以炮火进行压制。由于日军炮弹已快用完，所以时间不长，其炮击便逐渐停止。但两个师团的步兵却发起了猛烈的冲锋。
守卫城北湘雅医院的第190师第569团团长符志豪打电话向师部告急，朱岳亲自督战兴汉门。
守卫东门外窑岭、识字岭一带阵地的第3师第7团团长张振国告急，师长周庆祥督战天心阁。在无兵增援的情况下，张振国亲自带了两名机枪手，封锁窑岭与识字岭之间的道路，才稳住了阵地。
守卫南门外黄土岭、乌岭冲、太乙寺一带阵地的预备第10师第30团团长葛先才告急，方先觉亲自往南门口督战。
在这一天，只有第190师第568团守卫的小吴门没有出现危急难支的局面。该团团长陈家堂曾毕业于军校工兵科，长于阵地守卫战。他在日军进攻之前，就在小吴门外的十字路口构筑了严密的工事，组成了强大的交叉火力网，封锁了敌人攻城的惟一通道；在其他支路道口，他也都砍伐街树、推倒危房、堆放了许多桌椅门窗，密密层层地加以堵塞。有些必经之路，洒上了大片粪便和污泥浊水，使敌人望而却步，无法包抄掩袭。所以，当各处告急时，惟独该团从容不迫，三挫敌人攻势。
这天上午，第73军第77师渡过湘江，增援第10军守城。
战至下午，日军没能取得更大的进展，双方仍处于胶着状态。
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第9战区全力迎战（4）
此时，战场上突然传来了蒋介石于2日午夜签发给第10军全体官兵的一份热情洋溢的电报。
蒋介石此时给第10军发来电报自是别有一番深意。12月25日，日军攻占了香港；1月2日，日军又攻陷了菲律宾的首都马尼拉。驻守香港、马尼拉的英、美军队在日军的进攻面前，节节败退，不堪一击，一触即溃；相比之下，第9战区的军队却顶住了日军的进攻已近半月，特别是在1日和2日这两天的长沙保卫战中，第10军官兵死守阵地、敢打硬拼的那种视死如归的精神更是令蒋介石感到欣慰、自豪与振奋。因此，在得知马尼拉陷落的同时，他便马上给正在极端困难的情况下，血战几十个小时，死守长沙城的第10军发了一份长长�