杰率领一零一军主力、王牌新一师，携全军百余门大口径重炮、榴弹炮、山炮集群稳步南下，顺利进驻衡阳北郊高地，快速开展炮兵阵地构筑作业。工兵部队昼夜不休平整阵地、加固炮位、搭建掩体、测算射击诸元，百余门重炮依次就位，黑洞洞的炮口尽数对准衡阳城郊日军所有围城阵地、堡垒工事、兵力集结点、炮兵阵地，只待总攻号令一响，便展开毁灭性火力覆盖。
自耒阳补给被彻底切断后，围城十几万日军军心彻底崩盘、士气暴跌。前线士兵终日缺粮少食、弹药匮乏、枪械故障无法维修，每日只能勉强维持最低生存状态，原本昼夜不息、疯狂惨烈的攻城攻势断崖式暴跌，从猛攻围城被迫转为就地困守、被动防御。日军前线将领无计可施，只能收缩兵力、固守阵地，苦苦等待武汉大本营的援兵与补给。
困守衡阳孤城四十余日的第十军将士，通过无线电侦听、友军通报，终于获悉五十一集团军三路大军尽数抵达、合围成型、切断敌援的重磅喜讯。濒临绝境、身心俱疲的守城将士瞬间士气暴涨、战意重燃，绝境之中看到了求生破围、全歼日寇的希望。
军长方先觉当即调整守城部署，抽调全军残余精锐骨干，组建数十支敢死突击小队，趁着夜色掩护，悄然潜出城墙缺口，对当面疲惫不堪、军心涣散的日军阵地发起夜间突袭。疲惫的日军毫无防备、仓促应战，节节败退、溃不成军。敢死队将士浴血冲锋、奋勇杀敌，接连收复多处失守街巷、外围小型阵地，极大缓解了城内防守压力，稳住了濒临崩溃的城防阵线。
前线日军接连战败、处处被动、进退维谷，各路求援电报如雪片般飞往武汉日军指挥部。横山勇得知十五万大军被国军合围、补给断绝、攻城失败、陷入绝境的消息，又急又怒、暴跳如雷，却依旧不肯放弃打通粤汉线的战略妄想。
他一面向前线下达死命令，严令所有围城日军不计一切伤亡、不顾全军损耗，拼死全力猛攻衡阳，妄图在国军合围阵型彻底收紧、总攻发起之前拼死破城，占据衡阳核心城区；一面亲自率领武汉大本营新编整补完毕的三万精锐援兵，火速从武汉南下，沿湘东侧翼快速驰援，企图从外侧击破国军合围阵型，解救被困主力大军。
敌情瞬息万变，援军异动即刻被五十一集团军侦察部队探明。王元奎收到日军主力援情报文后，当机立断、
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