1944年4月24日，日军第十三军第六十五师团从苏北、苏中的步兵第七十二旅团（下辖4个步兵大队）抽调出5个步兵中队、2个步兵炮中队汇同步兵第七十一旅团（亦辖4个步兵大队）的7个步兵中队、2个步兵炮中队及第十三军直属独立重迫击炮第1大队第1中队合并组成由步兵第七十一旅团旅团长重松吉正少将出任指挥官的重松支队。
4月28日，重松支队开始从田家庵渡淮西进，准备对阜阳一线华军后方实施压力，迫使华军第三军团所部减轻对日军第十五军侧后及陇海铁路的威胁。
同日，驻守安庆周围的日军第十三军独立步兵第六旅团（下辖5个步兵大队）也抽调7个步兵中队、2个步兵炮中队并第十三军直属独立轻装甲车第6中队、独立重迫击炮第1大队第2中队组成远藤支队，进驻怀庆以西，以针对大别山中华军可能实施的攻击行动执行机动防御反击战······
日军在河南打响之后，陈诚依然认为“最堪注意仍在湖南战场”，断言日军对湖南“将扰犯无疑”。4月27日，贵阳得到来自越南方面的据称是极可靠的情报，日军的战略企图是要打通平汉与粤汉两铁路。但此时陈诚却认为日军受太平洋战争影响，在华兵力趋减，已无力量在南北同时发动进攻，故“当重视豫中战争结果，防止日军及时转移力量。”
蒋也致电第四战区司令长官薛岳，明确指示：“敌军打通平汉线以后，必继续向粤汉路进攻，企图打通南北交通，以增强其战略上之优势，务希积极准备。”
蒋还同时致电七战区司令长官上官云相：“指示敌人企图打通粤汉路，其发动之期将不在远，敌将在广州大举增援，务希积极准备。”
然而还没等军令部第一厅着手研究日军侵犯粤汉路及湘桂路的防范方案，横山勇便对蒋系亮出了狰狞的爪牙----4月29日，日军第十一军以第一一六师团、第四十师团、第十三师团海福支队、第卅四师团内田支队、第五十八师团来岛支队、第六十八师团大田支队、独立混成第十七旅团、独立步兵第五旅团、独立步兵第七旅团、第1野战补充队等部配属中国派遣军直属第六十四师团、第十三军岩本支队、战车第十三联队、独立山炮兵第二联队、野战重炮兵第十三联队、野战重炮兵第十四联队第3大队、独立野战重炮兵第十五联队、独立工兵第一联队、独立工兵第二联队第1大队、第2野战瓦斯队、铁道第一联队第3铁道队、独立工兵第八联队架桥材料中队、独立工兵第三联队渡河材料中队等部并第五航空军第八飞行团、海军陆战队计10余万大军、3万余伪军向长沙一线杀将而去。
蒋系第四战区司令长官薛岳指挥包括第十九集团军、第廿八集团军、第卅一集团军及第四军、第十军、第六十二军、第六十四军、第八十八军、第九十二军等在内3个集团军、15个军又3个挺进纵队共计22万余人，在美军第十四航空队、友邻战区支援下，试图以一部依托湖北通城东南山区、湖南新墙河南岸、沅江和益阳地区的既设阵地，节节抗击，消耗、迟滞日军；主力分别控制于浏阳、长沙、衡阳及宁乡等要地，相机歼敌。
薛岳的计划虽好，但前线各部因为欠饷、缺乏弹药、战斗意志薄弱等原因，战力极其薄弱，面对日军的飞机大炮，根本无力抵御。譬如，防守新墙河的第卅一集团军第十三军石觉部在面对日军中路第四十师团、第一一六师团的进攻，仅仅坚持了三天，就被迫撤退至湖南平江以东山区待机，从而让开了日军南下的道路；而防守崇阳东南山区的第九十二军侯镜如部、湘鄂赣挺进纵队杜诗礼部面对日军左路军海福支队、独立步兵第五旅团的攻击，也仅仅坚持了四天，便向赣西北转移；防守益阳的第廿八集团军第八十五军吴绍周部虽拼死抵抗，然而也无力抵挡日军右路军内田支队和大田支队的夹击，坚持到5月8日，就因为损失殆尽而不得不弃城而出，向资水上游地区转移。
战至5月12日，日军中、左两路先后强渡汨罗江成功，在突破河防阵地后，日军兵发数路分别向捞刀河、浏阳河方向进攻。浏阳河一线守军第六十二军黄涛部采取边抵抗边后撤的战法，撤至浏阳附近山区待机。
5月16日，南侵的日军相继攻占了沅江、湘阴、浏阳。
沅江、益阳失陷后，常德就成了日军侧翼的威胁，为了尽快解决这个威胁，横山勇便下令以刚刚开到第廿七师团为主，配合海军陆战队一部及独立步兵第七旅团自南县、安乡南下；第卅四师团内田支队自益阳西进。
此时，常德城内仅有第廿九军马励武部1个军2个师又独立团、补充团各一，计0.9万人，兵力不足且火力薄弱，根本不是气势汹汹的日军的对手，而距离第廿九军最近的中方援兵，远在数百公里外的沅陵，可谓远水救不了近火，因此马励武一度致电薛岳要求主动撤出常德城。薛岳对此也是持赞同态度的，但蒋中正却坚决不同意撤出常德这一湘西北的战略支撑要点，反而直接电令马励武要战至最后一兵一卒。
马励武无奈之下，只能据城死守，但在日军的狂轰滥炸下损失极大----新编第六师师长全瑛被日军炸弹炸死，暂编第16师师长李强也身负重伤----短短五天，第廿九军就伤亡超过三分之二，可以说，再没有外援，第廿九军必然被日军全歼。
蒋当然不愿意看到第廿九军就此覆灭，但在日军正在围攻长沙的时刻，他也没有富裕的兵力用来支援常德战事，因此只能命令空军，尽可能的向城内投送粮水弹药，鼓励马励武坚持下去。可惜的是，没有足够的守备兵力，再多的弹药粮水也改变不了当下的战局走向，战至5月24日，常德守军仅剩300余人，陷于死地的马励武既不愿投降日寇，也无力突出重围，万般无奈之下只好饮枪自戮。
马励武自戮之后，第廿九军残余力量迅速土崩瓦解，日军就此占领了常德城。
常德沦陷后，日军仅以独立步兵第七旅团及海军陆战队一部守备常德及安乡、南县、华容之线，主力第廿七师团则一部北调协助沙市守军第十三师团抵御华军荆江集团军（群）在沙市外围及鄂中的进攻，另一部则汇同内田支队返回益阳后向桃江、宁乡方向进攻······
就在第廿七师团等部攻取常德的同时，日军第四十师团、第六十四师团、来岛支队也开始了对长沙城区的攻击。守军第四军欧震部及第十九集团军下属第七十八军赖汝雄部6个师2.5万人奋力坚守至5月28日下午，终因两军官兵伤亡殆尽的原因，不得不撤出长沙，由此，第四次长沙会战以中方失利而告终，长沙城就此失陷了。
长沙的沦陷大大震动了贵阳国民政府，蒋系终于发现己方面临的是怎么个危急的局面。
于是，蒋终于决定把所有赌注都压上赌桌----5月28日，长沙沦陷当日，蒋致电一战区司令长官顾祝同、二战区长官蒋鼎文、三战区长官李宗仁，命令各战区利用日军主力陷于豫湘鄂之际，积极反攻，在尽可能光复更多国土的前提下，迫使日军主力回撤······
一、二、三战区原本也已经展开了对日军后方的攻击，此时受到蒋的强压，行动立刻变得迅速和积极起来，不过一、二战区的部队大多分布在苏浙皖闽四省的山区，因此要对日军进行有效的进攻，也不是一时半会能实现的。只有三战区对南昌的进攻可以有效的牵制日军的行动，然而日军已经考虑到中方可能反应，已经调来了第廿六师团加强南昌周边的防御，因此李宗仁部的进攻一时也未能获得更大的战果。
不过豫中方向陷入僵局以及华军在山西方向已经开展的反攻，令中国派遣军预感到了一丝不妙的迹象，因此已经将刚刚编成的第一一七师团从山东调往山西的中国派遣军无力继续加强华中方面的力量，只能再次向东京求助。
考虑到一号作战是日军从来没有过的大规模全面进攻，为了保障战役的最终胜利，日军大本营还是决定支持烟俊六的请求，从关东军继续抽调第廿八师团加入豫中战场，抽调第五十七师团加入华中战场，以强化日军的攻击能力，在某一方向获得日本梦寐以求的战果----从某种意义上来说，除了地形特别狭隘不利大兵团展开的地域外，战场上自然是己方投入的兵力越多越好，如果日本把关东军十几个师团一下子砸到关内的某个战场上，战争早就以日本的胜利而告终了，反之，如果只是以添油的战术不断向前线提供单个师团的话，结果就未必能如日本人想象的那样了----当然，日军不能一举投入所有的力量也是有说法的，譬如太平洋上的危局，又譬如关东军还抱着对北进的幻想等等，不管怎么说，日本人做出了错误的决定，战事也就必然要向不可测的方向发展。
暂且不说，日本的援军如何如何，为了防止日军继续对衡阳一线发动进攻，从6月1日起，贵阳国民政府集中蒋桂军主力向占据长沙的日军发起了大规模的反击，结果这恰恰中了烟俊六和横山勇的下怀，日军以逸待劳，利用优势的火力给予国民政府军以极大的杀伤。
无谋的反击战进行到6月27日，四战区虽然成功的将日军左、右路军分别阻滞于醴陵、湘乡等地，但由于己方兵力损耗过大，因此无力再也阻止日军中路在渌口、衡山间的进军。
6月28日，中路日军第一一六师团、独立混成第十七旅团便开始对衡阳城郊区的中方机场发起攻击。到6月30日，守军第十军方先觉部因为伤亡过重被迫后撤至衡阳城内固守，第二天日军便迫不及待的展开了对衡阳城的攻坚。
一旦衡阳失守，日军即可向南攻击粤北，有可沿湘桂铁路向西南进入桂东北，更有可能向西夺取邵阳、隆回、洞口，威胁遂宁、靖县的国民政府军委会所在地。因此，对蒋系来说，衡阳不得不守。为了坚守衡阳，蒋决议从一时无力攻取南昌的三战区抽回王劲久第十集团军、宋希濂第十一集团军等部在湘东发起反攻；同时又从黔东南调来杜聿明第卅八集团军、从粤北调来余汉谋第十二集团军配合胡宗南第卅四集团军从邵阳一线向衡阳西线反攻；还命令第五战区抽调韦云淞第十六集团军从南线反攻衡阳······