原本負責防守衡陽城南麵的第一百九十師和第三師的第七團擴大了防禦寬度，接替了衡陽城西南的第一線陣地，第三師的主力部隊則部署在縱深天馬山、嶽屏山、接龍山、五桂嶺高地一線。
在日軍第十一軍中路的兩個師團和華夏政府第十軍在衡陽城外圍戰鬥的時候，華夏政府第三十集團軍曾經對日軍第十一軍的進攻部隊實施過反擊，並一度收複了醴陵和萍鄉，但日軍第三師團和日軍第十三師團的進攻部隊隨後便連續攻占了耒陽、攸縣，並重新占領了醴陵，這導致了衡陽更加的孤立了。
一九四四年七月十一日，日軍第十一軍的各路進攻部隊在得到炮兵的加強和彈藥補給後，便開始發動了第二輪總攻，日軍第六十八師團的新任師團長堤三樹男中將也是來到部隊上任。
日軍第十一軍負責衡陽城攻擊的日軍第六十八師團和日軍第一百一十六師團進攻的重點仍然在衡陽城的西南郊，日軍第一百一十六師團師團長岩永汪中將以一個步兵聯隊、兩個野炮兵聯隊和空軍第四十四戰隊向預備第十師駐守的虎形山陣地發起猛攻。
激戰到第二天上午的九點，預備第十師在日軍第一百一十六師團的進攻下傷亡慘重，防禦陣地也被日軍第一百一十六師團的進攻部隊突破。
於是，為了奪回虎形山的防禦陣地，第三師組織了一個營的兵力向日軍第一百一十六師團的進攻部隊發起了反擊，隨後，雙方在虎形山的陣地上展開白刃戰，經過激戰，第三師組織的這一個營的反擊部隊營長犧牲，全營官兵傷亡了四分之三，但是，第三師組織的反擊還是沒又能夠奪回虎形山的防禦陣地，預備第十師的殘部隻能退守西禪寺。
戰至七月十五日，預備第十師和第一百九十師防守的第一線陣地也已經多處被日軍第十一軍的進攻部隊突破，在第二線的第三師這期間也是組織了多次的反擊作戰，成功的又收複了一些要點。
衡陽的戰鬥打到這個時候，日軍進攻部隊和華夏政府第十軍的陣地已經是犬牙交錯了，華夏政府第十軍的官兵們和日軍第十一軍的進攻部隊在這種近距離的戰鬥中打得也是極其慘烈。
為了增加部隊的防禦縱深，華夏政府第十軍的方軍長命令第一百九十師在衡陽城的西南麵構築第三道防線。
七月十六日，第一百九十師放棄了第一線的剩餘防禦陣地，全部撤往了剛剛構築的第二道防線，這樣才讓日軍第十一軍的進攻部隊得以前進到衡陽城的西門附近。
七月十七日，日軍第十一軍的進攻部隊在衡陽城西南方向的進攻仍然是進展緩慢，並且，日軍第十一軍進攻部隊的攻擊力量再次的枯竭了下去。
而與此同時，華夏政府第十軍的部隊因為縮小了防禦麵的寬度，卻仍然可以保持之前的防禦密度，所以各防禦陣地上的阻擊火力並沒有怎麽減弱。
在這段時間內，日軍第一百一十六師團第一百二十聯隊的聯隊長和爾基隆大佐被打死，日軍第一百三十三聯隊的三個大隊長也相繼被華夏政府第十軍的部隊擊斃，而且更慘的是，日軍第一百三十三聯隊的每個大隊中所剩的兵力已經平均不到一百人了。
七月十九日，日軍第十一軍司令官橫山勇中將再次下令日軍第十一軍負責中路進攻衡陽的日軍第六十八師團和日軍第一百一十六師團暫時停止攻擊。
不過，在日軍第十一軍中路的這兩個師團猛攻衡陽的時候，華夏政府第九戰區的部隊在衡陽的外圍部隊仍然沒有取得什麽反擊上的進展。
七月二十二日，華夏政府軍委會從華夏政府第七戰區抽調增援過來的六十二軍抵達戰場，華夏政府軍委會命令第二十七集團軍副總司令李玉堂進駐第六十二軍的軍部，督促第六十二軍向正在猛攻衡陽西南麵的日軍第十一軍進攻部隊發起進攻，以解衡陽之圍。
同時，華夏政府軍委會也是嚴令華夏政府第九戰區的其餘部隊要趁日軍第十一軍進攻部隊後方空虛的時候，擊破各自麵前的日軍第十一軍的進攻部隊，但華夏政府第九戰區各軍現在連自己部隊的防線都難以維持，哪裏還有能力主動的向日軍第十一軍的進攻部隊發起反擊啊。
同時，日軍第十一軍的情報部門對華夏政府第九戰區部隊的調動了如指掌，甚至包括剛剛到達戰場的華夏政府第六十二軍的行動也都非常的清楚。
當日軍第十一軍司令官橫山勇中將得到情報，說剛剛到達戰場的華夏政府第六十二軍要向進攻衡陽的日軍第十一軍進攻部隊發動反擊後，也是馬上命令日軍第四十師團前進到衡陽的西南方向阻擊前來攻擊的華夏政府第六十二軍，同時，日軍第十一軍司令官橫山勇中將命令日軍第六十八師團第五十七旅團迅速歸建，然後跟隨日軍第六十八師團一同參加對衡陽的進攻作戰。
七月二十三日，華夏政府第六十二軍開始向衡陽西南方向攻擊前進，並且曾經一度攻擊到了衡陽城西的火車站。
但華夏政府第六十二軍也在攻擊作戰中部隊官兵傷亡巨大，連彈藥都已經消耗殆盡了，而日軍第四十師團在華夏政府第六十二軍停止了進攻後，立即組織起了反擊作戰，並把華夏政府第六十二軍給擊退了下去。
而在華夏政府第六十二軍身後的第二十四集團軍的主力第七十四軍、第七十九軍和第一百軍也被阻止在了日軍第四十師團的封鎖線之外。
八月四日，日軍第十一軍的各進攻部隊完成了第二次整補，各進攻部隊在獲得了補給和兵員補充後，隨即便開始向衡陽發起了第三輪總攻。
此次日軍第十一軍攻擊衡陽城的部隊除了日軍第六十八師團和日軍第一百一十六師團之外，日軍第十一軍司令官橫山勇中將還將日軍第五十八師團也調來了衡陽，從衡陽城的西北方向對華夏政府第十軍的防禦陣地發起進攻。
在日軍第十一軍中路的兩個師團和華夏政府第十軍在衡陽城外圍戰鬥的時候，華夏政府第三十集團軍曾經對日軍第十一軍的進攻部隊實施過反擊，並一度收複了醴陵和萍鄉，但日軍第三師團和日軍第十三師團的進攻部隊隨後便連續攻占了耒陽、攸縣，並重新占領了醴陵，這導致了衡陽更加的孤立了。
一九四四年七月十一日，日軍第十一軍的各路進攻部隊在得到炮兵的加強和彈藥補給後，便開始發動了第二輪總攻，日軍第六十八師團的新任師團長堤三樹男中將也是來到部隊上任。
日軍第十一軍負責衡陽城攻擊的日軍第六十八師團和日軍第一百一十六師團進攻的重點仍然在衡陽城的西南郊，日軍第一百一十六師團師團長岩永汪中將以一個步兵聯隊、兩個野炮兵聯隊和空軍第四十四戰隊向預備第十師駐守的虎形山陣地發起猛攻。
激戰到第二天上午的九點，預備第十師在日軍第一百一十六師團的進攻下傷亡慘重，防禦陣地也被日軍第一百一十六師團的進攻部隊突破。
於是，為了奪回虎形山的防禦陣地，第三師組織了一個營的兵力向日軍第一百一十六師團的進攻部隊發起了反擊，隨後，雙方在虎形山的陣地上展開白刃戰，經過激戰，第三師組織的這一個營的反擊部隊營長犧牲，全營官兵傷亡了四分之三，但是，第三師組織的反擊還是沒又能夠奪回虎形山的防禦陣地，預備第十師的殘部隻能退守西禪寺。
戰至七月十五日，預備第十師和第一百九十師防守的第一線陣地也已經多處被日軍第十一軍的進攻部隊突破，在第二線的第三師這期間也是組織了多次的反擊作戰，成功的又收複了一些要點。
衡陽的戰鬥打到這個時候，日軍進攻部隊和華夏政府第十軍的陣地已經是犬牙交錯了，華夏政府第十軍的官兵們和日軍第十一軍的進攻部隊在這種近距離的戰鬥中打得也是極其慘烈。
為了增加部隊的防禦縱深，華夏政府第十軍的方軍長命令第一百九十師在衡陽城的西南麵構築第三道防線。
七月十六日，第一百九十師放棄了第一線的剩餘防禦陣地，全部撤往了剛剛構築的第二道防線，這樣才讓日軍第十一軍的進攻部隊得以前進到衡陽城的西門附近。
七月十七日，日軍第十一軍的進攻部隊在衡陽城西南方向的進攻仍然是進展緩慢，並且，日軍第十一軍進攻部隊的攻擊力量再次的枯竭了下去。
而與此同時，華夏政府第十軍的部隊因為縮小了防禦麵的寬度，卻仍然可以保持之前的防禦密度，所以各防禦陣地上的阻擊火力並沒有怎麽減弱。
在這段時間內，日軍第一百一十六師團第一百二十聯隊的聯隊長和爾基隆大佐被打死，日軍第一百三十三聯隊的三個大隊長也相繼被華夏政府第十軍的部隊擊斃，而且更慘的是，日軍第一百三十三聯隊的每個大隊中所剩的兵力已經平均不到一百人了。
七月十九日，日軍第十一軍司令官橫山勇中將再次下令日軍第十一軍負責中路進攻衡陽的日軍第六十八師團和日軍第一百一十六師團暫時停止攻擊。
不過，在日軍第十一軍中路的這兩個師團猛攻衡陽的時候，華夏政府第九戰區的部隊在衡陽的外圍部隊仍然沒有取得什麽反擊上的進展。
七月二十二日，華夏政府軍委會從華夏政府第七戰區抽調增援過來的六十二軍抵達戰場，華夏政府軍委會命令第二十七集團軍副總司令李玉堂進駐第六十二軍的軍部，督促第六十二軍向正在猛攻衡陽西南麵的日軍第十一軍進攻部隊發起進攻，以解衡陽之圍。
同時，華夏政府軍委會也是嚴令華夏政府第九戰區的其餘部隊要趁日軍第十一軍進攻部隊後方空虛的時候，擊破各自麵前的日軍第十一軍的進攻部隊，但華夏政府第九戰區各軍現在連自己部隊的防線都難以維持，哪裏還有能力主動的向日軍第十一軍的進攻部隊發起反擊啊。
同時，日軍第十一軍的情報部門對華夏政府第九戰區部隊的調動了如指掌，甚至包括剛剛到達戰場的華夏政府第六十二軍的行動也都非常的清楚。
當日軍第十一軍司令官橫山勇中將得到情報，說剛剛到達戰場的華夏政府第六十二軍要向進攻衡陽的日軍第十一軍進攻部隊發動反擊後，也是馬上命令日軍第四十師團前進到衡陽的西南方向阻擊前來攻擊的華夏政府第六十二軍，同時，日軍第十一軍司令官橫山勇中將命令日軍第六十八師團第五十七旅團迅速歸建，然後跟隨日軍第六十八師團一同參加對衡陽的進攻作戰。
七月二十三日，華夏政府第六十二軍開始向衡陽西南方向攻擊前進，並且曾經一度攻擊到了衡陽城西的火車站。
但華夏政府第六十二軍也在攻擊作戰中部隊官兵傷亡巨大，連彈藥都已經消耗殆盡了，而日軍第四十師團在華夏政府第六十二軍停止了進攻後，立即組織起了反擊作戰，並把華夏政府第六十二軍給擊退了下去。
而在華夏政府第六十二軍身後的第二十四集團軍的主力第七十四軍、第七十九軍和第一百軍也被阻止在了日軍第四十師團的封鎖線之外。
八月四日，日軍第十一軍的各進攻部隊完成了第二次整補，各進攻部隊在獲得了補給和兵員補充後，隨即便開始向衡陽發起了第三輪總攻。
此次日軍第十一軍攻擊衡陽城的部隊除了日軍第六十八師團和日軍第一百一十六師團之外，日軍第十一軍司令官橫山勇中將還將日軍第五十八師團也調來了衡陽，從衡陽城的西北方向對華夏政府第十軍的防禦陣地發起進攻。