1941年12月14日，日軍第11軍司令官阿南惟畿命令，參戰部隊開始向嶽陽以南預定地區集中。第6師團於20日在新開塘附近集結完畢，第40師團於21日在托壩附近集結完畢。由於中國遊擊部隊的襲擾和破壞鐵路，第3師團遲至25日才全部到達龍灣橋附近。
為掩護其主力部隊集結和展開，第6、第40師團的先頭部隊，從18日起即各以一部兵力，向新牆河以北中國守軍前進陣地攻擊。
中國第九戰區第一線守備部隊，是第27集團軍的第20軍。
沿新牆河南岸由左至右為：第133師防守磊石山、鹿角、榮家灣、新牆之線；第134師防守潼溪街、楊林街及油港河南岸草鞋嶺、方山洞之線。
新牆河以北的莄口等地設有前進陣地及據點。暫編第54師位於幕阜山以北，警備九嶺、麥市、鬥米山之線及通城等前進據點，以保障新牆河陣地右側背。
在第134師和暫編第54師之間黃崖市地區集結有第58軍。該軍隨時支援第20軍作戰。
日軍為進占新牆河北岸渡河進攻出發地，22日，第40師團以第234、第235兩聯隊，先期向油港河南岸守軍第134師陣地發起攻擊。激戰一晝夜，日軍於23日進至莄口。
當日晚，阿南惟畿在嶽陽指揮所下達了進攻命令：
（1）飛行第44戰隊協助我軍攻擊。（2）我軍企圖以第6、第40師團，從12月24日夜開始攻擊，在新牆東南地區擊潰新牆河北岸地區之敵後，再擊潰汨羅江左岸地區之敵。（3）第6師團應於24日夜發起攻擊，在新牆西方地區突破敵線，捕捉該地以西之敵，進入三江口（關王橋西南五公裏）附近。（4）第40師團應於24日夜發起攻擊，在潼溪街、東鄉地區突破敵線後，捕捉該地以西之敵，進入關王橋附近。（5）第3師團應於25日拂曉，以一部炮擊潼溪街附近敵陣地，協助第40師團攻擊，主力轉到第6師團右側，在新牆渡河捕捉所在之敵，進入歸義附近。
12月24日，日軍第6師團全部進至新牆河北岸，占領了渡河進攻出發地。左翼第40師團首先發起攻擊，在猛烈炮火掩護下，於當天14時在莄口附近強渡新牆河。徒涉過河時遭到守軍第134師堅強抗擊。傍晚時渡過新牆河，突破守軍羅袁塅陣地，向潼溪街攻擊前進。
第27集團軍急令第58軍新11師由黃崖市向楊林街前進，由東向西側擊敵人，策應第20軍作戰。第134師右翼方山洞附近的部隊也向南撤退，與主力靠攏投入戰鬥。
右翼第6師團於24日傍晚開始進攻，當夜強渡新牆河後突破守軍第133師陣地，攻占了新牆、七步塘等據點。第133師除留置一部兵力守備縱深內各據點外，主力向南嶽廟、洪橋以南轉移；第134師退守十步橋東西之線。
25日晨，日軍第3師團隨第6師團之後徒過新牆河，從右翼投入戰鬥，沿粵漢路東側攻擊前進。這時，守軍第58軍新11師由楊林街附近，向日軍第40師團右側後攻擊，第58軍新10師也進至胡少堡附近。
激戰至晚，日軍進至黃沙街、大荊街、三江口、關王橋以北地區。守衛傅家衝、洪橋兩據點的第398團第2、第3營依托工事頑強抗擊，從淩晨打到天黑，曾數次擊退日軍的衝擊。
日軍久攻不破，便集中大量炮火將守軍陣地炸成一片焦土，第2營營長王超奎和第3營副營長呂海群及所屬四百餘名官兵全部壯烈犧牲。
26日，日軍以一部兵力圍攻第20軍陣地縱深內各據點，攻擊第58軍之側擊。主力向汨羅江北岸地區突進，在攻占關王橋、三江口、大荊街及東沙街等主要據點後，繼續向南攻擊前進。當日晚，日軍右翼第3師團進至歸義汨羅江北岸，中路進至新市汨羅江北岸，左翼第40師團進至長樂街。
27日晨2時，薛嶽命令第37軍加強汨羅江南岸防守，阻止日軍渡過汨羅江；命令第20軍、第58軍向東南山區撤退，準備爾後反擊。
這時，留置日軍後方防守據點的各部隊，已大多突圍撤走，與主力會合。
為掩護其主力部隊集結和展開，第6、第40師團的先頭部隊，從18日起即各以一部兵力，向新牆河以北中國守軍前進陣地攻擊。
中國第九戰區第一線守備部隊，是第27集團軍的第20軍。
沿新牆河南岸由左至右為：第133師防守磊石山、鹿角、榮家灣、新牆之線；第134師防守潼溪街、楊林街及油港河南岸草鞋嶺、方山洞之線。
新牆河以北的莄口等地設有前進陣地及據點。暫編第54師位於幕阜山以北，警備九嶺、麥市、鬥米山之線及通城等前進據點，以保障新牆河陣地右側背。
在第134師和暫編第54師之間黃崖市地區集結有第58軍。該軍隨時支援第20軍作戰。
日軍為進占新牆河北岸渡河進攻出發地，22日，第40師團以第234、第235兩聯隊，先期向油港河南岸守軍第134師陣地發起攻擊。激戰一晝夜，日軍於23日進至莄口。
當日晚，阿南惟畿在嶽陽指揮所下達了進攻命令：
（1）飛行第44戰隊協助我軍攻擊。（2）我軍企圖以第6、第40師團，從12月24日夜開始攻擊，在新牆東南地區擊潰新牆河北岸地區之敵後，再擊潰汨羅江左岸地區之敵。（3）第6師團應於24日夜發起攻擊，在新牆西方地區突破敵線，捕捉該地以西之敵，進入三江口（關王橋西南五公裏）附近。（4）第40師團應於24日夜發起攻擊，在潼溪街、東鄉地區突破敵線後，捕捉該地以西之敵，進入關王橋附近。（5）第3師團應於25日拂曉，以一部炮擊潼溪街附近敵陣地，協助第40師團攻擊，主力轉到第6師團右側，在新牆渡河捕捉所在之敵，進入歸義附近。
12月24日，日軍第6師團全部進至新牆河北岸，占領了渡河進攻出發地。左翼第40師團首先發起攻擊，在猛烈炮火掩護下，於當天14時在莄口附近強渡新牆河。徒涉過河時遭到守軍第134師堅強抗擊。傍晚時渡過新牆河，突破守軍羅袁塅陣地，向潼溪街攻擊前進。
第27集團軍急令第58軍新11師由黃崖市向楊林街前進，由東向西側擊敵人，策應第20軍作戰。第134師右翼方山洞附近的部隊也向南撤退，與主力靠攏投入戰鬥。
右翼第6師團於24日傍晚開始進攻，當夜強渡新牆河後突破守軍第133師陣地，攻占了新牆、七步塘等據點。第133師除留置一部兵力守備縱深內各據點外，主力向南嶽廟、洪橋以南轉移；第134師退守十步橋東西之線。
25日晨，日軍第3師團隨第6師團之後徒過新牆河，從右翼投入戰鬥，沿粵漢路東側攻擊前進。這時，守軍第58軍新11師由楊林街附近，向日軍第40師團右側後攻擊，第58軍新10師也進至胡少堡附近。
激戰至晚，日軍進至黃沙街、大荊街、三江口、關王橋以北地區。守衛傅家衝、洪橋兩據點的第398團第2、第3營依托工事頑強抗擊，從淩晨打到天黑，曾數次擊退日軍的衝擊。
日軍久攻不破，便集中大量炮火將守軍陣地炸成一片焦土，第2營營長王超奎和第3營副營長呂海群及所屬四百餘名官兵全部壯烈犧牲。
26日，日軍以一部兵力圍攻第20軍陣地縱深內各據點，攻擊第58軍之側擊。主力向汨羅江北岸地區突進，在攻占關王橋、三江口、大荊街及東沙街等主要據點後，繼續向南攻擊前進。當日晚，日軍右翼第3師團進至歸義汨羅江北岸，中路進至新市汨羅江北岸，左翼第40師團進至長樂街。
27日晨2時，薛嶽命令第37軍加強汨羅江南岸防守，阻止日軍渡過汨羅江；命令第20軍、第58軍向東南山區撤退，準備爾後反擊。
這時，留置日軍後方防守據點的各部隊，已大多突圍撤走，與主力會合。