1944年1月24日，日军大本营下达了打通大陆交通线的“一号作战”命令，由中国派遣军司令畑俊六担任“一号作战”的总指挥。
在日军高级参谋岛贯武治制定的豫湘桂战略中，日军动用了18个师团的兵力超过50万人，战马10万匹、火炮1500门、坦克800辆、汽车1.5万多辆，战役的规模远远超过了武汉会战，是日本明治建军以来，日本陆军最大的一次作战行动。
一切准备就绪后，挽救日军败局的“一号作战”行动，开始紧锣密鼓地展开了，也就是众人皆知的“豫湘桂战役”。
1944年5月，负责南线作战的日军第11军司令官横山勇受命发动湘桂攻势，攻击的重点正是湖南地区。
针对日军的这一行动，中国第九战区司令长官薛岳判断：“日军只是一场局部行动，对于长沙毫无威胁。”
但是，当第九战区情报组织报告说：“日军有大规模调动的迹象”，薛岳却依然不予重视，甚至对国民政府军事委员会发来的“有关日军大量集结”的提醒也是置之不理。
在第九战区，几乎没有人敢对薛岳的指挥能力提出质疑，而这个时候，却有一个人对薛岳的排兵布阵十分不满，他就是第九战区参谋长赵子立。
中原地区沦陷后，赵子立就判断日军下一步一定会向湖南发起进攻，而以第九战区目前的兵力，是根本无法抵挡住日军攻势的。他要求薛岳立即向国民政府军事委员会请求支援，结果自己的忠言不但没被采纳，反而还被奚落了一番。
赵子立认为，如果日军同时加强内外线的兵力，第九战区若是依然坚持陈旧的战法，就会有可能全线崩溃。应该向国民政府军事委员多要一些兵力，然后把决战地改为衡阳，这样才能够稳住战局。
薛岳
而薛岳丝毫听不进去赵子立的建议，他坚持“以不变应万变”，认为第九战区可以轻松击败日军。
5月15日，国民党军事委员会向身在长沙的薛岳发来急电：“有大量日军集结在鄂南一线，目前正有南移的迹象，随时会进攻长沙。”
此时的薛岳才终于意识到，日军真是的要拿长沙开刀了。
5月27日，日军第一梯队的5个师团兵分三路向湘北挺进，其中中路日军强渡新墙河后，于6月15日攻陷株洲，从南翼迂回包围长沙。
在急剧恶化的形势下，薛岳没有了平时死守长沙的底气，而是立即撤向了耒阳，命令赵子立来负责城防的事宜。
然而，当赵子立看出了布防漏洞的时候，却根本指挥不动薛岳的嫡系第4军。他原本打算让第4军军长张德能调派全部主力部队来守卫岳麓山，但张德能仅调派了一个师的兵力，其余两个师依然坚守长沙城。
长沙会战
6月16日，日军第34师团与第68师团一部以绝对优势的兵力成功攻下了岳麓山，导致张德能的一个师的守城部队全线动摇，长沙于两天后沦陷。
长沙沦陷的当天，蒋介石在重庆紧急召开了军事会议，主要讨论日军下一步的作战企图，并重新选定一个决战地点。
参加会议的军政长官一致认为，日军必定会进攻粤汉与湘桂铁路的交汇点衡阳，一旦衡阳沦陷，国军不仅在盟国声誉尽毁，甚至还会影响到美国的军事援助。
就在这个时候，副总参谋长白崇禧来电说：“为了有足够的时间组织桂柳会战，希望有关部队能够在衡阳拖住日军。”
最终，蒋介石确定了“中心防守，两翼夹击”的方案，而这个中心正是衡阳。
果然不出所料，在攻陷长沙后，日军第11军司令横山勇的下一个目标就是衡阳。
衡阳位于粤汉铁路和湘桂铁路的交汇处，是一个非常重要的交通枢纽，当时许多国民党的军政机构和企业商会都集中在这里。尤其是衡阳机场，还驻扎着美军的轰炸机群，其战略价值已经远远超过了长沙。
面对日军的步步紧逼，蒋介石亲点方先觉指挥的第10军来守卫衡阳。
第10军属于国民党中央军嫡系，号称“泰山军”，有着极其凶悍的战斗力。在第三次长沙保卫战中，他们在城内与日军主力血战了四个昼夜，为长沙大捷立下了首功，就连衡山勇都对第10军心有余悸。
然而，大战还没有打响，第10军的内部就出现了很多问题。
在常德会战中，由于薛岳的越级指挥，致使第10军的士兵伤亡惨重，方先觉因此与薛岳产生了矛盾，而薛岳也将方先觉免去职务，派出陈素农接任第10军军长。
就在陈素农前往第10军赴任的途中，日军发动了湘桂攻势，国民党军事委员会一致认为，大敌当前，若是临阵换将，会对我军不利。
蒋介石
于是，薛岳只好让方先觉继续代理第10军军长一职。
但是，方先觉却丝毫不买账，坚决不肯担任第10军军长。当消息传到了蒋介石的耳朵里时，他亲自给方先觉打来了电话，在电话中痛斥说：“因与长官之私怨，置民族大义于不顾。”
此时的方先觉如梦初醒，当即回答说：“我一定服从命令，积极部署守备衡阳，发扬革命军人之传统，坚决抗击日军来犯。”
挂断电话，驻守衡山的第10军立即赶赴衡阳布防，蒋介石给方先觉的任务是：“守卫衡阳十天至两周。”
第10军进入到衡阳城内，受到了当地市民的热烈欢迎，方先觉随即带领参谋长孙鸣玉、预10师师长葛先才、190师师长容有略和工兵营营长陆伯皋等高级将领对衡阳地形进行了全面的勘察，积极规划防御部署。
国民政府原本在衡阳构筑有不少的钢筋混凝土工事，但方先觉发现，这些防御工事最初设定的是由三个军来防守，而此时守备衡阳的只有第10军一个军，而且兵员又是严重不足。
第十军军长方先觉
方先觉深知，第10军是根本无法守住衡阳的，于是他紧急调派第3师赶回来增援。直到战斗打响，第3师师长周庆祥才带领部队匆匆赶到。
由于第10军的军炮兵营在昆明换装的时候，却被炮兵第1旅强行扣留，方先觉无奈之下只好向军委会诉苦，总参谋长何应钦亲自下命令让第10军军炮兵营放行，但仍有半个营的装备被扣下。
最终，这半个炮兵营有惊无险地冲破了日军的封锁，在最后时刻完成归建。
即便如此，守备衡阳的兵力依然面临着很大的不足，急火攻心的方先觉只好抢人了。
方先觉是一个思维非常细密的人，由于第10军缺乏医护人员，他命令部队扣留所有路过衡阳的医疗队，甚至就连军政部和军医署的两个兵站医院也都遭到了强行截留。
不仅如此，方先觉还扣留了从长沙败退下来途经衡阳的第4军暂54师。
国民党军事委员会当然也知道，第10军的兵力过少，尤其是缺少炮兵，于是特意从第5军、第46军和第74军中分别抽出了一个战防营、一个山炮连和两个野炮连配属给第10军。
衡阳会战
至此，衡阳保卫战战斗序列才相对完整起来，主要由第10军的3个师，以及军直属部队组成。其中有第3师、预10师和第190师共辖9个团，此外还有被扣留下来的负责协防的暂54师，总兵力达到了1.8万人。
接下来，方先觉要做的事情就是构筑防御工事，经过一番周密的勘察后，他对原有的工事进行了较大程度的改进。
方先觉首先放弃了一些外围工事，以缩小正面的防御，城东和城北依托湘江设防；城西北的沼泽水田里全部注满水，并在水域之间修筑碉堡；在城西南的丘陵地带构筑数道防御线，各个据点之间以交通壕相连。
除此之外，方先觉还命令将丘陵全部削成断崖，在顶端修筑手榴弹投掷壕。丘陵外围均修建外壕，外壕前沿用粗大圆木建有三层栅栏，在断崖和外壕之间全部布设铁丝网。
尽管衡阳防御体系的基本框架已经搭建完成，但方先觉并没有忽视防御工事中的每一个细节。
中国守军
作为一名久经沙场的老将，方先觉深知改进工事和提升防御火力的重要性，他命令工兵营在无法修成断崖的山丘前，全部挖设壕沟，并在沟底修建地堡。不仅如此，所有的交通壕边修筑碉堡和散兵坑，每座碉堡都设有侧击火力孔。在日军进攻的时候，这些直射点和侧射点能够形成交叉的火力网。
尽管衡阳的防御体系已经布置得相当严密，但方先觉还是不满意，因为衡阳城西的地势平坦，没有什么高地。他决定修建四道战壕，沿线全部拉上铁丝网，并且布满地雷。
而在湘江这边，方先觉命部队装备了油桶，随时准备向江中倾倒，以火攻的方式阻止日军从水中渡江。
与此同时，第10军的炮兵部队还对衡阳周围的丘陵、山地、路口等目标，全部都设定了射击诸元。
衡阳市市长赵君迈积极动员上万青年劳工参加工事修建，并无偿征用全城的建筑材料。此时的衡阳城已经看不到往日官吏的虚伪、商人的奸诈，这里流淌的全部都是中国人民一致对外的热血。
衡阳的士绅和民众为了保卫自己的家乡，贡献出了自己所有的力量，使得整个衡阳城变成了一座军事堡垒。
6月18日，为了不让战火波及到城内的民众，第10军的将士们劝慰市民全部疏散，实行空城计划。
直到6月22日，衡阳城内的几十万市民全部疏散完毕，只留下了千余名辅助守城军队作战的精壮劳力。
最后，还有两个最为重要的问题亟待解决，这也是能否成功保卫衡阳的关键，一个是武器弹药是否充足，另一个就是确定防守的重点区域。
对于这个问题，国民党军事委员会后勤部长俞飞鹏随即抵达衡阳，亲自督办和协调第10军的后勤补给，向他们调拨了足以维持两个星期的粮草和大量的武器弹药。
其中，就包括了2.8万枚手榴弹，这些手榴弹在随后的衡阳守卫战中发挥了极其重要的作用。
抗战到底
第10军的后勤补给问题已经得到了解决，但在分析日军进攻路线的选择上，将领们都拿捏不准。
美军顾问贺克准将认为，日军的主攻方向应该是在地势平坦的西北区域。
而方先觉则认为，日军必定主攻西南，假如日军主攻西北，则极易受到中美空军的联合攻击。相反，衡阳南郊丘陵较多，根据日军的惯用战法，他们肯定首先占领高地，然后再围攻城市。
因此，方先觉最终决定集结重兵防守城南的阵地。
在长沙取得大胜的日军并没有停止进兵的步伐，打通湘桂线，接应困守在缅甸、越南的友军，才是他们此战的最终目的，此时的日军第11军司令官横山勇已经将战斗指挥部推进到了长沙。
早在还没有长沙战斗打响之前，横山勇就已经下达了“南进衡阳”的命令，秘密派出日军第68师团和第116师团渡过浏阳河一路南下，直扑衡阳。
日军空袭衡阳城
6月19日，日军第116师团从株洲渡过湘江，然后沿着湘江向衡阳推进。而第68师团从石亭向衡阳挺进，战争的硝烟渐渐弥漫开来。
6月22日，为了给衡阳城内的第10军一个下马威，日本第5航空军首次飞临衡阳，对城内进行了一顿狂轰滥炸。
尽管中美空军的实力占据了上风，但随后日军在湖南加强了航空兵力，中美空军并没有完全掌握制空权。
在空军的掩护下，日军于当晚进抵衡阳以东约10公里的泉溪镇。
第二天下午，日军大摇大摆地强渡耒河，完全无视对岸的少量国民党守军。但他们没有想到，守军竟然以猛烈的火力进行阻击，一场悲壮惨烈的衡阳保卫战由此正式揭开了大幕。
耒河对岸的部队是国民党第10军第190师568团一营，按照原定的计划，一营作为前哨警戒部队，是可以不做出抵抗的。但营长杨济还是忍耐不住内心的怒火，下令开火，日军伤亡了近300人，被迫放弃渡河，撤回岸上。
衡阳抗战纪念城
随后，日军留下一部分兵力牵制一营部队，主力部队则绕至泉溪镇以南进行渡河。
方先觉眼见日军的主力大举来犯，是时候集中兵力进行防御作战了，他立刻收缩防线，将第10军的大部队撤到防御工事内进行布防。
当晚，日军的广播中声称：“皇军已经杀至衡阳郊外，不日将建功祝捷。”
而重庆的军事委员会认为，国民党第10军的兵力远在第4军之下，按照长沙失守的先例，衡阳城最多只能坚守三天的时间。
就在这个时候，几乎没有人看好第10军，然而重庆的高官们都没有想到，方先觉和他的部下却在衡阳创造了世界军事史上的一个奇迹。