十九路军在确定了对台作战的方略之后，立即开始了紧锣密鼓的准备工作：大批的军用物资接连不断地向福州、厦门、泉州等港口城市输送。为了保证隐蔽性，运送物资的卡车都是在夜间进入市区；新组建的台湾军团用登陆舰在闽江下游水面宽阔的河段进行实战演练，熟悉这种完全新型的战斗模式；马尾船厂的工程技术人员则夜以继日地对准备用来输送人员和装备老旧舰艇进行维修和改造，尽量修复上面的武器系统，使其具有一定程度的自卫能力；潜伏在台湾的谍报人员和武装人员严密地监视着岛内日军的调动情况，随时把最新的变化反馈到福州总部。
与此同时，孙百里把自己的注意力全部转移到华中和华南的日军身上，只要敌人一露出破绽，严阵以待的数万大军就会立即渡海东下。
冈村宁次率领的日军第11军主力，在连续突破第九战区的多道防线之后，把战线推进到捞刀河畔，然而，湖南和湖北两省的老百姓，在当地政府和军队的组织下，把日军后面从新强河到捞刀河之间的主要公路全部挖断，把所有的桥梁全部破坏掉，使其后勤补给变得异常困难。
本来，根据冈村宁次的计划，日军在进入长沙之前，就应该把第九战区主力歼灭掉，然后将以胜利者的姿态进入长沙城。可是现在，他的第11军团面临着的情况却是：主力部队已快到长沙城下了，但是，第九战区的主力，在对日军进行了毫不客气地多次打击之后，按照预定计划迅速撤退到两侧有利地区，把通向长沙的道路让了出来。直到这个时候，冈村宁次才醒悟过来：中国军队并不是抵挡不住而败退，而是以长沙城为中心，摆开一个使人毛骨悚然的口袋阵，正张着恐怖的大口等着自己去钻！
最后，冈村宁次的第11军之后停止了前进的步伐，宣布：“本次作战目的已达到，本军无意占领长沙城，全军撤退！”
10月上旬，日军全线溃退，第九战区司令官薛岳随即指挥各路大军穷追猛打，一直把战线恢复到第11军发动攻势之前的态势才停下来。随后，薛岳电告蒋介石，称此次湘北会战，取得了战略和战斗的全胜。歼敌四万多人，其中少佐以上日军军官四十余名，缴获枪炮辎重无数。
损兵折将的第11军灰头土脸地撤回到武汉，很长时间内都没有恢复元气。
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