很有意思的是，此時日本國運日益衰敗，也開始迷信起來。
橫山勇將進攻時間定為25日，稍後又延遲到27日，人為推遲了2天。
為什麼呢？1905年5月27日，日軍聯合艦隊擊潰俄國波羅的海艦隊，獲得輝煌的勝利。
這一天也是日本海軍節。橫山勇選擇這個日子，是希望能夠繼承當年的好運。
5月25日到26日，日軍第5航空軍大舉出動，對第九戰區進行全面的轟炸。
25日，日軍18架一式戰鬥機掩護6架輕型轟炸機，在黃昏對長沙進行轟炸。
26日，日軍又出動多批次飛機大規模轟炸長沙，同中美聯合空軍激烈空戰。
陳納德已經發覺日軍動向，於25日和26日分別出動8架和23架戰鬥機進行攔截，阻擋了日軍戰機囂張的勢頭。
5月27日，日軍全線出擊，開始了第一階段攻擊，目標是洞庭湖西岸和汨羅江一帶的國軍。
從日軍控制區到長沙，國軍大體分為三路防禦：
中路是新牆河、汨羅江、撈刀河三道防線。
西路比較複雜，是廣大的洞庭湖南岸防線和湘江防線。
東路最為複雜，是幕府山、汨羅江和瀏陽河。
日軍突破的重點放在中路和東路。
相對來說，中路最容易突破。
第一道防線新牆河同日軍陣地近在咫尺，一河之隔，突破不成問題。
日軍三路攻擊寬度長達120公里，國軍防禦也難以面面俱到，新牆河防線肯定會失守。
那麼，日軍第一階段的目標沒有定為新牆河，而是汨羅江。
對日軍規模如何，薛岳並不知道，他暫時還是按照以往的長沙會戰經驗進行部署。
重慶的軍事委員會的戰略和薛岳基本相同。
5月28日軍事委員會電令第九戰區薛岳“準備決戰”：
1.戰區以現有兵力（第六戰區抽調一師增於益陽），準備於長沙附近與南犯之敵決戰。
2.以第44軍守瀏陽，第4軍固守長沙及嶽麓山；第27及30集團軍（欠第4軍）在現陣地遲滯、消耗敵人後，以主力向平江、瀏陽附近地區轉移；第37軍在汨羅江沿岸遲滯、消耗敵人後，向瀏陽、永安市地區轉移；孫渡兵團（第1集團軍，欠58軍）應以持久戰掩護戰區之右翼，以58軍即向瀏陽以南地區轉移。應統一上述各軍之行動。
3.第六戰區應於第24集團軍抽一師，即開益陽，歸99軍梁軍長指揮，拒止渡湖來犯之敵，掩護嶽麓側背。
這個部署同之前的三次長沙會戰，基本一樣。
5月29日，軍事委員會又電令直轄各軍歸第九戰區薛岳指揮，參加作戰。電文內容：
“第10軍（附暫54師主力）固守衡陽，但以1個師主力開易俗河，掩護湘潭、衡陽交通線。暫2軍以主力在淥口、朱亭間，掩護湘江右岸通衡陽之交通線，以一團位置於醴陵，掩護醴陵至攸縣之交通線。均歸薛長官指揮。但無命令，不得參加長沙決戰。”
5月31日，軍事委員會電令第三、第六兩戰區各轉用1軍參加作戰：
“即飭第73軍全部開漢壽附近（續開益陽），第26軍遵5月28日電，迅速開攸縣（后改向萍鄉）。均歸薛長官指揮。”
以上的部署，和之前三次長沙會戰也沒有什麼不同。
國軍部署大概是這樣：
贛北方面：第1集團軍以贛保第9團及新3軍的新12師、第183師及第1挺進縱隊（附贛保第4團），任梁家渡，市汊街跨贛江，亘松湖街、高安、奉新、東堡之線警備；第58軍的新10師及贛保第3團控置樟樹、清江，新11師控置分宜。
鄂南方面：第30集團軍以第72軍的第34師、鄂警第14大隊、第3挺進縱隊之一部及新13師，任大港、武寧、留嘴橋、九宮山、塘口、通城、麥市、九嶺、保定關之線警備，以新15師控置於修水附近。
湘北方面：第27集團軍以第4挺進縱隊、第20軍、第13師1個團及新20師，任黃崖市、楊林街、新牆、八仙渡、鹿角之線警備，以第133師控置長樂街附近。
湘西方面：第99軍以第99師及第92師擔任營田、湘陰、蘆林潭、沅江南嘴小港、漢壽之線警備。
主戰場湖南方面
中路
第一道防線，新牆河，由川軍第27集團軍楊漢域（楊森的侄子）第20軍駐守。
第二道防線，汨羅江，由歐震兵團中央軍羅奇第37軍駐守。
第三道防線，撈刀河和長沙則由戰區直轄精銳主力，中央軍第4軍駐守。
中央軍沈發藻暫2軍駐紮在更南面的株洲，方先覺第10軍駐紮衡陽。
中路核心防禦點是長沙。
東路
第一道防線幕府山，由川軍第30集團軍傅翼的第72軍和其他配屬部隊駐守。這裡地形較為複雜，大兵團不容易展開，第72軍應該是夠了。
第二道防線瀏陽河，由川軍第27集團軍王澤濬第44軍駐守，同時調動滇軍第30集團軍魯道源第58軍增援。
東路核心防禦點是瀏陽。
西路
第一道防線為洞庭湖南岸防線，包括沅江、蘆林潭等地，由戰區直轄的中央軍梁漢明第99軍駐守。戰線太廣，緊急調動王耀武第24集團軍的中央軍彭位仁第73軍增援。
第二道防線為湘陰、益陽、寧鄉，由第99軍和第73軍各一部駐守。
西路的防禦中心為湘陰、益陽和寧鄉。湘陰扼守湘江，一旦失守日軍可以溯江東進，將大量物資運到長沙。益陽和寧鄉則是聯繫第9戰區和孫連仲第6戰區的戰略要道，也不可丟。
依據軍事委員會的電令，第九戰區決心在湘江東岸新牆河、汨羅江、撈刀河、瀏陽河、淥水之間，在湘江西岸資水、溈水、漣水之間節節阻擊、消耗敵人，控制主力於兩翼，在淥水、漣水北岸地區與日軍決戰。
為決戰，計劃抽調的部隊很多：由贛北抽調第58軍、第72軍及新3軍的第183師，請從第三戰區抽調第26軍；從第六戰區抽調第73、第74、第79、第100軍；從第四戰區抽調第46軍；從第七戰區抽調第62軍，與原在湘北長沙、衡陽及濱湖地區的第20、第37、第44、第99、第4、第10各軍合力參加淥水、漣水以北地區的決戰。
客觀來說，這個部署沒有什麼問題，仍然是以長沙為核心進行決戰。
如果日軍不是35萬多人重兵殺過來，這種部署是完全可以抵抗敵人進攻的。
有意思的是，開戰之前，白崇禧曾經提議直接退守衡陽，這樣作戰更穩妥。
之前的三次長沙會戰中，白崇禧就曾經有過這樣的提議，都被薛岳否決。
長沙附近的洞庭湖一線是著名的產糧區，也是第9戰區乃至大後方的糧倉。如果放棄長沙，退守衡陽，敵人就很有可能佔領長沙地區，並不撤退。
這樣一來，第9戰區立即就會有現實問題，就是缺糧。
薛岳認為非到萬不得已，不能隨便放棄長沙。長沙還是衡陽的北面門戶。如果長沙失陷，距離長沙不過200公里的衡陽也難以守住。
從某種意義上來說，薛岳的觀點並沒有錯。
部署完畢以後，薛岳將指揮部遷移到湖南南部的耒陽，自己留在長沙坐鎮嶽麓山。
這說明，薛岳開始並沒有認為長沙有可能會淪陷。
最外層的新牆河防線，國軍由戰鬥力較弱的川軍第27集團軍第20軍駐守。
具體為：
（一）李子亮的新編第20師，位於新牆河南黃沙街一帶，擔任鐵路兩側。
（二）周翰熙133師，位於新牆河南關王橋一帶，防守該地及以北地區。
（三）另外，該軍134師，位於新牆河沿岸楊林街、月田及大雲山一帶。
此次日軍第一波出動5個主力師團。
東路是日軍最強有力的第3和第13師團，從白霓橋、崇陽沿着幕府山向南進攻。
中路的則是第68師團和第116師團，從西塘、小喬鎮向南出動，於28日上午10時涉水過了新牆河。
西路是第40師團、第34師團第218聯隊、第116師團的第109聯隊、獨立混成第17旅團的2個大隊以及獨立步兵第5旅團，從洞庭湖登陸以後強攻。
我們從中路說起。
第27集團軍第20軍在這一線僅有4個師，而日軍出動高達2個師團，無論任何也是對付不了的。
第27集團軍是楊森的川軍部隊，自從參加了武漢會戰以後，就逐步轉移到這一線駐守。這麼多年來，第27集團軍每次都是日軍拚死血戰，給日軍造成相當的傷亡。
無奈川軍武器裝備差、兵員素質不高，只能用於外圍抵抗日軍，不能用於核心地域的決戰。
以往對付日軍一個師團，川軍至少要使用1到2個軍。此次日軍出動2個師團，川軍即便出動4個軍也是擋不住的。
第27集團按照以往的經驗，利用新牆河到汨羅江之間的丘陵、山地地形，以及修建的無數野戰攻勢，給予日軍殺傷、遲滯，並果斷派部隊側擊騷擾日軍。
日軍利用重火力的優勢，27日基本強渡新牆河成功。從28日開始，日軍遭受第27集團軍第20軍的頑強阻擊。
日軍所到之處，公路全部被軍隊指揮民眾破壞，橋樑拆毀，糧食被隱藏，每個村莊老百姓都已經疏散躲藏。
和之前的三次長沙會戰一樣，日軍幾乎是在無人區作戰。
第116師團回憶：第133聯隊第2大隊中午13時攻擊到八仙橋附近敵人陣地（周翰熙133師），但陣地相當堅固，敵人頑強抵抗，激戰到傍晚仍然沒有進展。17時聯隊主力同第2大隊回合，也無力攻擊。前一晚部隊涉水渡過新牆河時，河水齊腰身。隨後陰雨連綿，官兵軍服沒有干。加上傍晚又下起小雨，所有人又濕又冷，疲憊不堪。無奈之下，聯隊長決定第二天再發動進攻。
5月20日天亮后，我聯隊集中第2大隊和第3大隊，在炮兵大隊支援下發動猛攻。敵人仍然非常頑強，激戰到中午，敵人才有計劃的放棄陣地撤退。
