十二月二十日，日军第六师团按照第十一军司令部制定的作战计划，已经全部集结到了新墙河的北岸地区，并做好了随时向新墙河南岸发起攻击的准备。
两天后，日军第十一军司令官阿南惟几中将从三镇飞往岳阳，亲自坐镇岳阳来指挥这一次的作战行动，当天，日军第四十师团和第三师团的参战部队也都先后抵达了指定作战位置。
也就在日军第六师团全部集结到新墙河北岸的时候，华夏第九战区司令薛长官也制定了第九战区的此次作战计划。
为了达到引诱日军进攻部队至浏阳河和捞刀河之间的地区进行包围歼灭的作战目标，薛长官命令第九战区第二十七集团军杨司令指挥第二十军和第五十八军沿新樯河抵御、消耗日军，然后转移至关王庙、三江口地区，侧击、尾击南进之敌。
命令第三十七军在汨罗江南岸抵御、消耗日军，然后转移至社港市、更鼓台、金井一带，等待时机向攻击长沙的日军部队发起进攻，命令第九十九军坚守三姐桥、归义、湘阴及洞庭湖南岸，随时准备攻击进犯长沙的日军部队。
命令战区副司令罗长官由赣北进驻浏阳，指挥第二十六军、第七十九军和第十军，等日军进攻长沙城时进行反击。
命令第七十八军等部从侧翼对进攻长沙的日军部队进行攻击之敌。
命令新二十二军死守长沙，坚决的把日军的攻击部队死死的拖在长沙城，没有薛长官的亲自命令，不允许后退一步。
这个作战方针的基本原则就是薛长官研究出来的后退决战-天炉战法。
随着日军进攻部队的集结到位，日军第十一军司令官阿南惟几中将命令第三次长沙会战开始，日军早就准备好的炮兵部队开始向第九战区在新墙河南岸的防御阵地进行炮击，并派小股部队试探性的准备强渡新樯河，不过，日军的试探性强渡被早已准备好的华夏军队给打退了下去。
经过一天的试探性进攻，在第二天的时候，日军第十一军的攻击部队开始向华夏政府第九战区在新墙河防线正式发起了猛攻。
在日军正式对第九战区在新墙河的防线发起进攻的当天，湘北的天气一反往常冬季的晴朗干燥，而是开始下起了绵绵阴雨，并且还伴随着降雪，这让气温骤降至了-4℃。
这就造成了新墙河的河水因雨雪暴涨，两边的水田和道路也是一片的泥泞，给日军进攻部队的调动带来诸多不便，更加重要的是，因为恶劣的天气，原本计划中配合日军第十一军部队进攻的日军飞机因为气候的恶劣而无法起飞，这让日军第十一军的空中优势也无法发挥出来。
不过，收到天气影响的不光是日军的进攻部队，在新墙河防线上的第九战区部队也因为大雨而视线受阻，日军第六师团的进攻部队趁着大雨，悄悄的将进攻部队运动到了新墙河的中间，然后突然快速的在炮火掩护下冲到了新墙河南岸，让华夏政府第二十军的防守部队有些措手不及。
华夏政府第九战区第二十军的部队堵截不及，让日军第六师团的进攻部队渡过了新墙河并建立了桥头堡，战至傍晚日军第六师团和第四十师团共有一万多名日军官兵渡过了新墙河，并连夜向驻防在新墙河防线上的华夏政府第二十军阵地发起进攻。
华夏政府第二十七集团军第二十军下辖第一三三师和第一三四师，按照第九战区司令的作战计划，负责在新樯河以南、汨罗江以北阻击日军进攻部队十天的时间。
日军进攻部队渡过新墙河后，第二十军的部队便退守到纵深阵地，继续顽强抵抗日军的进攻，迟滞消耗日军的士气和前进速度。
第二天，日军的后续部队第三师团也渡过了新墙河，就这样，第九战区的部队和日军第十一军的部队在漫天的风雪中，于新墙河南岸一线展开血战，双方也都是拿出了自己全部的实力，战斗的异常惨烈。
其中在傅家桥、洪桥两地激战最为惨烈，华夏政府第二十军第一三三师第九八团第二营营长王超奎率全营官兵死守傅家桥，在风雪之中顽强的抵抗着日军进攻部队的猛烈攻击，直到全营官兵全部阵亡。
第三营营长吕海群也是率领着全营官兵在洪桥和日军的进攻部队战斗到了最后一刻，最后全体为国捐躯。
华夏政府第二十军在认为已达到预定的消耗及诱敌目的后，部队便向关王桥、三江口、王家坊一线转移，日军进攻部队发现了第二十军正在转移阵地，于是便趁着第二十军部队转移阵地的时候发动了大规模的进攻。
第二十军各部面对日军的大规模进攻，也是奋力抵抗，与冲上阵地的日军部队反复进行肉搏，但在日军的优势兵力攻击下，关王桥、龙凤桥等阵地相继失陷，第二十军也是逐步的撤离到了日军进攻部队的侧翼，对日军的进攻部队进行攻击。
华夏政府第九战区第二十军在新墙河南岸的激烈顽强抵抗，也让日军的进攻部队感受到了华夏军队的作战士气和意志非常的高涨，第二十军在明显占据优势的日军进攻部队的攻击下，与日军浴血奋战，虽然部队伤亡非常的巨大，但全军的战斗士气却是一直高涨。
日军第十一军的进攻部队在占领关王桥等阵地后，不顾第九战区第二十军在侧翼的攻击，全军连夜向南急进，将主要的战场转移到了汨罗江的南岸地区。
同时，日军第十一军司令部颁布作战命令，命令第三师团、第六师团和第四十师团分别快速的突破华夏政府第九战区在汨罗江南岸的防线，全军渡过汨罗江，并在南岸地区包围歼灭华夏政府第九战区的主力作战部队。
华夏政府第九战区在汨罗江沿岸担任防守任务的是第三十七军和第九十九军，第九战区司令部以新市为界，第三十七军负责防守新市以东，第九十九军负责防守新市以西。
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