“文夕大火”过去一年后，即1939年9月，日军才真正发动对长沙的进攻。其时，陈诚虽然挂着第九战区总司令的职务，但大部分时间在重庆主持政治部的工作。战区总司令的指挥权由副总司令薛岳代理。

薛岳，字伯陵，1896年出生在广东韶关，保定军校六期毕业生，曾任孙中山警卫团第一营营长。北伐初期任第一军第一师师长，1927年蒋介石清党，薛岳改投李济深的第四军，之后多次参与第四军的反蒋战争。1933年5月，薛岳应蒋介石之召，由陈诚推荐担任“土木系”第五军军长，并参加对中央苏区的第五次“围剿”。抗日战争爆发后，他率部先后参加了淞沪会战、徐州会战、兰封会战、武汉会战，并在武汉会战中取得了万家岭大捷。1938年12月，晋任第九战区副司令长官，代行司令长官职，1939年1月，兼任湖南省主席。3月至5月，指挥了南昌会战。

因曾经担任“土木系”第五军军长，在淞沪会战和武汉会战中直接受陈诚指挥，以后又几次受陈诚提携，所以薛岳被视为“准土木系”将领。但薛岳的资历比陈诚略老。北伐时，他已升为上将，而陈诚只是一名少将。1935年至1936年，他和陈诚一同被评定为中将和中将加上将衔。

据中国方面方面的抗战史，日军此次攻占长沙的目的，主要的是为打通粤汉路。粤汉路打通，则北接平汉、平绥、北宁、中长各线，南接广九、湘黔各线，纵贯中国南北之大动脉即荣落入敌人的掌握。此外，日本傀儡政府——汪精卫的伪南京政府，准备在1939年10月10日登场亮相。日军企图攻下长沙，给汪精卫壮一壮声势。

日军动员了三个师团两个旅团约十万人的兵力，分三路进犯。一路由赣北西进，一路由鄂南南窜，一路则在湘北猛攻新墙河北正面。另以一部在洞庭湖东岸登陆，以为策应。中国军队投入作战序列的部队有21个军49个师又3个挺进纵队，共30万人。

在日军进攻之前四五个月，中国军民已把新墙河至捞刀河之间的道路彻底破坏：在田边的，破坏成水田；在湖边的，破坏成湖；在山腹的，破坏成绝壁；行路必经之处，破坏成不规则之深沟；一般路面，破坏成凸形，使其在路上及两侧均不能行车。陈诚虽然不赞成极端的“焦土”战术，但对这种迟滞敌军机械化行动的道路破坏，极为赞赏。薛岳将这种破坏称为“天炉战术”。此外，他们在长沙城西、湘江西岸的岳麓山上，安置了重炮，准备敌军进至长沙城郊时予以痛击。

9月13日，日军下达作战命令，发起进攻。赣北、鄂南两路敌人，均受到中国军队的顽强阻击，但出人意料的是，湘北一路竟强渡新墙河成功，与洞庭湖东岸登陆日军，形成对中国军队的夹击。薛岳奉命边打边撤。日军不能围住中国军队主力，反而遭到数次伏击，受到重创后，跌跌撞撞地向长沙逼近。