日军支队长得知机场得而复失，立即率部反击。梁子超团奉方先觉的命令撤出机场。
日军非常看重衡阳的战略位置，但其指挥官对衡阳守军战斗力的估计存在很大的分歧。中国派遣军参谋长松井久太郎专程赶赴长沙，督促横山勇集中优势兵力，以图一举攻破衡阳。横山勇对此不以为然，认为日军一路势如破竹，连湖南省会长沙，中国军队的战区长官部所在地，他只动用两个师团作为主攻力量，三天就攻克了。衡阳只是一座中等城市，尽管有日军的老对头方先觉率第十军防守，决不可能对日军构成多大的障碍。
没想到,战事一开始就不顺利，沿途遭到守军有力抵抗，从6月26日到27日凌晨,日军的进攻毫无进展。
横山勇的对手方先觉就在二号防空洞指挥作战，这里离前线只有三百米，日军有好几次冲到指挥所附近，方先觉仍然不撤。他在兴致高涨时，就在阵前张开双臂，高声吟诵：“大风起兮云飞扬，威加海内兮归故乡，安得猛士兮守四方。”他又说：“我们不出衡阳，是国家之所托，民族之所望，第十军之所愿。项羽败垓下，我们要努力奋战，争如汉王威加海内兮归故乡。”方先觉的斗志感染了部队，蒋介石只要求第十军“坚持十天至两周”，第十军却顽强抵抗了四十七天。