這是一場震驚世界的戰役，因為這場戰役是太平洋戰争爆發後盟軍獲得的第一次勝利。号稱日軍戰鬥力最強的第三、第六師團，究竟是怎樣被中國軍隊打得丢盔棄甲的呢？日軍善于夜襲斬首的加藤素一大隊，乃是王牌中的王牌部隊，為何卻反倒成為了日軍的緻命缺口呢？
一九四一年十二月二十八日，湘北天雲突變，一場大雨之後又降下了鵝毛般的大雪，氣溫驟降至零度以下。此時的日軍雖然順利擊退了國軍第二十軍，但是寒冷的天氣讓日軍苦惱不已，而中國守軍在此之前早已分發了禦寒的棉衣，加上守軍可以依靠防禦工事禦寒，而進攻的日軍隻能暴露在刺骨的寒風之中。可即便如此，日軍精銳靠老練的手法，依舊在一九四一年十二月三十日逼近長沙城的外圍。
一九四二年一月一日，日軍第三社團暗中潛入長沙南門外圍，在轟炸機的掩護下冒着大雪猛攻南門。中國守軍面對日軍的瘋狂轟炸，南門外圍的前緣陣地的一個團在不到半天的時間裡就全線崩潰，一千八百人傷亡一半以上。那麼這個仗究竟是怎麼打的？
日軍步步推進，好像中國守軍拿不出絲毫的辦法。其實中國軍隊雖然節節敗退，但是這一切也都是在計劃之中。薛嶽的計劃本來就是邊打邊退，收縮戰線，讓中國守軍第十軍在長沙拖住日軍兩個王牌師團隻需要堅守四天時間，外圍的援軍便會合圍日軍實施全殲。之前的所有敗退，确實是火力沒有優勢守不住，但也可以稱之為是一場表演。中國軍隊的真正目的是把日軍的精銳部隊一步一步地引入長沙城内，實施巷戰。
随着日軍被第十軍引入長沙城，一場真正的厮殺開始了，第十軍的泰山軍本色開始顯露出來。城内全市各種火力交叉以及各種陷阱、防線的收縮，使中國守軍的火力密集程度達到了高峰，日軍隻能在長沙城内苦苦掙紮，同時時間也在慢慢的流逝，固執的日軍司令官阿南惟幾此時還沒有意識到問題的嚴重性，他下令日軍不惜一切代價一定要攻下長沙。
日軍甚至玩起了人肉炸彈，他們把炸彈捆在身上，往國軍第十師的人堆裡面沖，然後引爆。中國守軍的黃埔學生也一個個綁着手榴彈、排着隊沖向日軍，打到最後一個團就犧牲了八十多個，場面真的是極為壯烈。
第十軍再一次扛住了日軍的死亡沖鋒，日軍見狀不得不改變進攻的方向，他們把目光瞄向了長沙的北門，然而在這裡等待他們的是一門門早就量好标尺的大炮，密集的沖擊波一片接着一片，精準的炮火讓日軍成片倒下，一天之内就壓制了日軍數萬大軍的沖鋒。
此時的日軍已經慌不擇路，不得不啟用他們的殺手锏，就是上文提到的加藤素一大隊。加藤素一親自率領大隊潛入長沙城内，他們的目的非常明确，那就是執行斬首行動。可是當加藤素一進入長沙城後一個密碼卻讓其露出了狐狸尾巴。哨兵問他密碼，他說他是司令部的。随後哨兵擡手就是一槍，正中加藤的心髒，因為此時的長沙城内根本就沒有司令部，司令部都設在城外營地。
加藤素一這個所謂的日軍殺手锏就這樣暴斃于長沙，剩餘的潛伏日軍被第十軍很快圍剿，同時在加藤的身上還截獲了一份重要的電文，這份電文的重要内容就是日軍此時已經是彈藥稀缺的狀态，希望得到支援。電文送至戰神薛嶽手中，薛嶽欣喜若狂。
一九四二年一月四日，中國守軍的增援部隊趕到，由于第十軍順利抵抗住了日軍的攻勢，此時的日軍已被中國軍隊層層包圍，在傷亡五點六九萬人之後，狼狽地退回到新牆河北岸。
第三次長沙會戰以中國軍隊的勝利而告終，日軍司令官阿南惟幾被日軍大學營停職查辦。随後郁郁寡歡、切腹自盡，而薛嶽成為了民族英雄式的人物。