9月上旬，第9戰區判斷日軍有進攻長沙的可能，遂遵照軍事委員會上述指示，制定了“戰區決誘敵深入於長沙附近地區，將其包圍殲滅之；贛北、鄂南方面，應擊破敵軍，以利我主力方面之作戰”的方針，加緊調整部署，嚴整戰備。並認真吸取南昌會戰教訓，特別注意破壞一切可資日軍利用的道路。湘贛公路、湘鄂公路及九江、武寧、平江、長沙間公路，粵漢鐵路岳陽至株洲段、湘贛鐵路株洲以東，都在民眾的支援下進行破壞或者拆毀，使日軍機械化部隊及重炮兵難以行動。

第9戰區可使用兵力為47個師，其中32個師和3個挺進縱隊（共約24萬人）以及海軍佈雷隊一部參加了第一次長沙會戰。截至9月14日，其兵力部署是：

第20集團軍霍揆章部6個師守備長江右岸及洞庭湖北岸、西岸；

第15集團軍（8個師）以第52軍主力守備新牆河陣地，第79軍守備長安橋至麥市間陣地，第37軍守備湘陰以北湘江亙汩羅江右岸陣地；

第27集團軍楊森部第20、第73軍共4個師以及湘、鄂、贛邊區挺進軍第8軍等2個師又2個挺進縱隊位於湘、鄂、贛邊幕阜山區；

第30集團軍第72、第78軍共4個師守備武寧以西蒲田橋、琵琶山一帶陣地；

第1集團軍第58、第60軍共4個師守備靖安、奉新以西張家山、麻下、會埠一線陣地；

第19集團軍第32、第49軍共4個師，守備蓮花山、馬形山以及錦江右岸陣地，第4、第70、第74、第5、第99、新編第6軍和第11師共15個師為戰區總預備隊，分別集結於長沙以南以東的湘潭、株洲、衡山、衡陽，瀏陽，及贛北上高、宜豐、萬載等地。

9月14日夜，日軍在贛北開始鉗制性攻擊。第106師以主力由奉新、靖安一線西犯，至18日，已先後侵佔第1集團軍守備的會埠、上富、村前街等地，威脅高安左側背。同時，日軍第106師配屬的第101師佐枝支隊由大城南犯，18日侵佔祥符觀，續向高安逼近。第32軍於19日放棄高安。

20日，日軍第11集團軍命令第106師在消滅高安附近之中國守軍後，以一部掩護左側背，主力進入修水、三都附近，切斷第30集團軍和湘鄂贛邊挺進軍的後路。據此，日軍第106師即以佐枝支隊在奉新西南地區實行防禦作戰，以1個旅開赴武寧，主力則在上富鎮附近集結，準備西進。

當日軍進攻第1集團軍和第32軍時，在安義遊擊的第1集團軍第183師回師南進，18日，趁日軍撤退之機，佔領上富。17日，第74軍由上高、宜豐、萬載地區推進至高安以西之灰埠、泗溪、棠浦一線，19日攻佔村前街。

21日，第32軍一部乘夜在左家渡附近北渡錦江，擊退日軍，於22日晨克復高安。

在湘北，9月18日起，日軍第6師及奈良支隊連續攻擊第52軍新牆河北岸警戒陣地，第52軍逐次退守新牆河南岸。至22日。第195師仍頑強堅守在北岸比家山據點。9月23日晨，日軍第6師、奈良支隊強渡新牆河，突破守軍陣地。第52軍退守新牆河東南高地。

日軍上村支隊於9月22日18時由岳陽啟航，23日晨，一部在洞庭湖東岸鹿角登陸，主力迂迴歸羅江口以南，在營日登陸，突破第70軍第95師陣地，繼續向東南突進，企圖切斷粵漢鐵路和長沙，平江間公路。

鄂南方面，日軍第33師於9月21～22日由通城附近出動，進攻第79軍前進陣地。23日，攻陷第79軍主陣地麥市，24日攻佔桃樹港，續向福石嶺攻擊。日軍第33師企圖楔人渣津，切斷第9戰區湘北、贛北間主要聯絡線，爾後向平江地區進攻，協同日軍第6師、奈良支隊、上村支隊圍殲第15集團軍。

9月24日晚，國民政府軍事委員會鑑於湘北戰局緊張，召開最高幕僚會議，確定：“第9戰區作戰，應……保侍幕阜山根據地，在鐵路正面，可逐次抵抗消耗敵人，換取時間，俟敵突入長沙附近時，則以有力兵團相機予以打擊，爾後依狀況將主力逐次轉移株洲、瀏陽、醴陵地區；並以第4軍控制於湘潭方面，掩護湘、桂、黔各路。”＇蔣緯國：《抗日御侮》第6卷，黎明文化事業公司，1978年版，第188頁。＇

並命令在廣西全縣訓練的中國第一支機械化部隊——第5軍以主力推進衡陽，1個師推進衡山，準備增援湘北作戰。

25日，第52軍主力向泊羅江南岸轉移。日軍第6師、奈良支隊跟蹤南進，迫近舊羅