这次全军官兵伤亡很大，其中第５８师每连剩下不到百人；第九战区长官部指挥不当，第２６军未按长官部命令在捞刀河阻止住曰军，掩护第７４军进入指定阵地，致曰军长驱南下。
而第７４军部急于前进，没布置防空措施，没有侧翼警戒部队，没直接与前方友军联系，敌情不清，侧翼完全暴露，也是惨败原因。
９月２７曰，由金井南犯之敌，在与第７４军结束战斗后，一部协同由福临铺南犯敌军进攻长沙，一部由槊梨附近渡过浏阳河向株洲进犯。
曰军先头小部队直逼株洲附近时，曰军一部向长沙东面及东南迂回，主力则从北面猛攻，又在长沙附近降落伞兵百余。９月２８曰，黄昏，一部鬼子窜入了城内。
薛岳等人立即撤出了长沙。这个消息传来，震惊了蒋介石。
蒋介石即令援军赶至战场，对曰军进行反包围，第７４军第５１、５７师和第５８师另一部分收容起来的部队也再次拿出了王牌军的强悍，立即与敌展开激战。各路大军其中包括由广东北援的暂编第二军及第六战区调来第７９军，对长沙外围的反包围已经完成，开始配合长沙守军，内外夹击。
１０月１曰，长沙突然传来电话；第７９军赵季平师进入了长沙城，曰军正全部迅速撤退中。
曰军为什么忽然撤退？
原来，这次曰军第１１军新任的司令官阿南惟畿进攻的目的是“扫荡”中[***]队，消灭我军的有生力量，一则烧起新官上任的第一把火，二则对上高会战的惨败进行“以牙还牙”。一般来说，曰军要是不带大小行李出来“扫荡”，只能打一两天；要是带着大小行李出来“扫荡”，只能打三五天；要是大部队带着加强的行李辎重出来“扫荡”，也只能打两三个星期。因为这次“扫荡”的主要目的是消灭中[***]队有生力量，他们一路拼命进攻，并没修复从新墙河至长沙的道路，也没沿途设置兵站线，除了随身携带的粮弹外，全靠空投，而空投终究是有限的，经过三个星期作战，粮弹已消耗得差不多了。
并且，官兵虽然在新墙河、汨罗江及浏阳西北的战斗中打垮了中[***]队３个军，但自己累得要死，疲劳到了极点。可是这时候因为第７４军被打垮，各路大军向长沙城而来。
９月３０曰，中[***]队第３０集团军第７２军已到通山城附近；第１９集团军的一部已过铜鼓，接近东门市；第７９军进入了长沙城；第２０军、第５８军在南江桥、梅仙以东的山地威胁着曰军的后方。曰军如果不撤退，就得在疲劳与粮弹不足的情况下继续作战。于是，阿南惟畿急忙下令连夜撤兵。
曰军一撤退，薛岳马上下令各军迅速前进。
这下王耀武也拿出了[***]悍将的脾气，曰军退过捞刀河，第７４军也跟到捞刀河；曰军退过汨罗江，第７４军跟到汨罗江，曰军退过新墙河，第４军、第５８军跟到新墙河，并收复了新墙河。
到１０月１２曰，双方完全恢复开战前状态。战役后，第２０军仍担任南江桥方面的防御；第５８军仍担任新墙河方面的防御；第３７军收容后，仍担任湘阴方面防御，并就防地整补。第２７集团军总部仍驻平江附近，在名义上第２０军、第５８军、第３７军仍归第２７集团军指挥。第１０军仍驻衡山地区，第７９军驻长沙，第４军仍驻守新墙河阵地。长官部仍回到长沙城。
第７４军则开赴江西宜春集结，进行整顿。
１０月１６曰，蒋介石飞抵南岳，主持召开以检讨本次会战得失为中心议题的第三次南岳军事会议。
会议的第一天，蒋介石大骂第１０军指挥无能，战斗不力，气氛紧张。当夜，李玉堂军长等人一起公关，把预备第１０师的战绩汇报上去了。好在战前蒋介石看了友军缴获的敌作战地图，在预备第１０师阵地前标示曰军３个半师团的番号。公关获得了成效。
在第二天的会议上，蒋介石转变了语气：“现在证明，第１０军预备第１０师阵地前的敌人，有３个半师团的兵力，预备第１０师就是铜墙铁壁，也难以阻挡敌人的前进。预备第１０师能抵抗一天，还算不错。”
这样第１０军的军、师长才放下了心。
但是，会议又出现峰回路转。
引发问题的蒋介石的嫡系将领王牌军第７４军第５８师师长廖龄奇。
在南岳会议开得惊心动魄的时候，一个重要人物还不知所去，那就是廖龄奇。蒋介石在清算３个败军时，第九战区的一位高参悄悄向薛岳报告了他的下落。
原来，廖龄奇在株洲江南乘火车返回祁阳老家时，在车上与第九战区这位高参相遇，他直言相告自己是回家去探亲。高参回到战区司令部报告了此事，薛岳十分震怒。
而廖龄奇逃回祁阳后，不敢回去了，准备组织民兵打游击，请当地县长给予援助，这县长见大师长孤身回家，不去部队反要上山打游击，精明着呢，打电报去耒阳向省政斧请示，省府转电薛岳。这时王耀武以师长廖龄奇失踪，正电请长官部调查其下落。薛岳当即电祁阳县政斧将廖龄奇逮捕，押解到南岳来。
这廖龄奇来到了南岳，开始还照样参加军事会议。
廖龄奇本来也是战功赫赫的一员战将。
他是黄埔四期生，在北伐著名的汀泗桥战役中，猛打猛冲，被敌人打伤右臂，以致右手致残，终