5月27日拂晓，在湖南北部水网密布的洞庭湖地区，日军战役总指挥横山勇发出进攻的指令。
此次日军的进攻兵力高达八个师团又一个旅团，总兵力36万人，在战力上拥有前所未有的绝对优势。在横山勇的军事指挥生涯中，这还是他第一次指挥如此强大的进攻兵团。日军的战役计划胃口大得惊人，国军方面严重估计不足，认为此次战役充其量是个第四次长沙会战。事实上横山勇的目光早已越过长沙，在他眼中，长沙早已是囊中之物，这一点已经没有任何悬念了。这次日军进攻兵团的作战纵深，按计划应该延伸到衡阳以南，其中包括占领衡阳。因此，横山勇在兵力优势及作战规模上，都早已超越了薛岳“天炉战法”的架构。
按照横山勇的战役计划，由齐装满员的五个师团组成的一线兵团分三路同时发起攻击。左路兵团由第3、第13师团组成，从崇阳出发，沿湘赣边界的山岳地带向南攻击，大迂回长沙的东南方，先攻占浏阳，再包抄长沙后侧。其目的是将薛岳的外线兵团兜进圈内，同时也能阻击江西的国军部队跨境支援第九战区。更阴险的是，左路兵团后面还跟着由27师团组成的第二梯队，这支第二梯队与攻击部队沿同一路线出发，两军相隔仅一天的路程。
中路兵团由第68、第116师团组成，沿粤汉铁路南下，从岳阳地区突破国军20军正面防线，直扑长沙。中路兵团的后方也跟着第二梯队，由第58、34师团组成。
横山勇在中线摆上如此众多的兵力，是隐藏着重大战略意图的。正如蔡继刚所料，横山勇决定在日军包围长沙的同时，对衡阳也进行远距离奔袭，趁国军全力保卫长沙时，出其不意一举攻占衡阳。
右路兵团的成分比较杂，是由第40师团、独立步兵106联队、独立混成第17旅团、独立第5旅团、海军舰队和海军陆战队组成，任务是从洞庭湖区的南县出发，沿湘江西岸的河网丘陵地带向南攻击，从侧后方突袭长沙城的制高点——岳麓山阵地。右路兵团的战术价值是把薛岳的左翼外线兵团兜入圈内，同时也可阻击常德方向的国军驰援。
横山勇不愧是将才，他对得起领章上的两颗金星，在排兵布阵、组织规模空前的大进攻同时，还通过各种方式进行大规模的战略欺骗行动，他通过传递假情报等手段，有意透露出日军的作战目标，是沿着长江西进，进攻重庆，或是准备再度进攻常德。这一战略欺骗行动基本达到了目的，重庆国民一时难辨真伪，不得不加以重视。蒋介石特地将精锐的卫戍部队放在第六战区，作为保卫重庆的生力军，因而在兵力上没有全力支持第九战区的部队。此举正中横山勇下怀，他要的就是这个结果。
5月27日拂晓，日军强大的战争机器开动起来，36万如狼似虎的日本军人以坦克、机械化部队、骑兵部队为前锋，在空中大编队机群掩护下，组成多路突击兵团如洪水般在湖南境内展开。
战幕一旦拉开，连上帝也无法阻止，第九战区的中国军队将要陷入灭顶之灾。
蔡继刚按照薛岳的指派留在长沙的第4军督战，第九战区长官部已在两天以前转移到长沙以南二百公里的耒阳，战区参谋长赵子立率特务营留在长沙，准备指挥守城战斗。
这时蔡继刚正在岳麓山湖南大学校长室内听人吵架。吵架的人是参谋长赵子立、第4军军长张德能和战区炮兵指挥官王若卿，吵架的原因是谁当守城主帅的问题。这件事得怨战区司令长官薛岳，他撤离长沙时指定这三人负责守城，却没有指定三人中谁是主帅，结果三个人谁也不服谁，都认为自己有资格当主帅。
三个人若按军衔比，赵子立和张德能是中将，王若卿是少将，这么一比，王若卿只好不吭声了。若按职务和作用比，就不太好比了。赵子立是战区参谋长，算是战区长官，比起张德能这个中将军长来，职务当然是高一些。可张德能也有当主帅的理由：长沙城主要由第4军防守，城里的主要兵力都来自第4军，你赵子立虽然贵为战区参谋长，但眼下你手里只有一个特务营，凭什么指挥我？而王若卿的理由好像也很有说服力，没有我的炮兵做火力骨干，你们拿什么守城？拿机枪手吗？
蔡继刚是外来户，帮着谁都不好，只好和稀泥，最后决定三人商量着来。看来这场架算是白吵了，既然是商量着来，那就意味着谁说了也不算，蔡继刚心说，吵了半天，事情又回到原点上，早知如此，还吵什么架呢？
见吵架的事已尘埃落定，蔡继刚便提议去岳麓山上的炮阵地看看，那三人都同意，于是一起爬上岳麓山。
与长沙城隔湘江相望的岳麓山其实是座小山，其主峰标高才海拔3008米，它周围绵延分布着凤凰山、天马山、桃花岭等九个小山头，南北朝时的道人徐灵期在《南岳记》里写道：“南岳周围八百里，回雁为首，岳麓为足。”紧邻古城长沙的这座名山，拥有中国当时保存最完好的一座古代书院——北宋时期的岳麓书院。
蔡继刚很熟悉这座书院，战前因工作关系，他常来长沙，每到长沙都要去岳麓书院看看。他喜欢这里浓厚的文化氛围，不过他对“惟楚有材，于斯为盛”这副名联很不以为然，认为古代楚人大有自吹自擂之嫌，偌大一个中国，五千年的文明，怎能是“惟楚有材”呢？
这一路上历代留下的文化遗迹遍布其间，以晋初麓山寺、隋舍利塔、唐李邕麓山寺碑、明云麓宫、清爱晚亭最为著名。这个自古以来文人墨客的荟萃之地，因其横亘于长沙市区西面，对长沙城具有瞰制的地形地势，使其成为守卫长沙极为重要的军事制高点，夺取长沙，必先夺取岳麓山。
一想到这座文化名山、千年古迹马上要陷于战火之中，蔡继刚心里一阵难过，也不知战火过后，这些千年古迹是否还会存在？
炮兵旅的80门大炮摆在岳麓山顶的炮阵地上，蔡继刚以内行的眼光仔细观察这些火炮。火炮的种类只有三种，有德国克虏伯军火公司生产的“卜福斯”75毫米山炮和少量的150毫米炮，更多的是俄国造762毫米野战炮。蔡继刚辨认着炮管上的出厂日期，上面隐约可见1914年的字样，他苦笑道：“天呐，一战时的火炮，八成是从苏联的历史博物馆里拉来的。”
赵子立哼了一声：“要饭吃就不能嫌饭馊，人家俄国人能给就不错了，他们自己还指望美国《租借法案》的物资呢，这几门旧炮算是给盟友意思意思，多牵制一些日军，为他们的远东边境减轻些压力。你再到那边看看，还有1898年出厂的呢，19世纪的老古董。”
蔡继刚知道，这批俄制野战炮是1941年苏联支援的，一共200门，国军用这批火炮补充装备了七个炮兵团，对于拥有三百多万陆军的中国军队而言，这点火炮显然微不足道。没办法，自从1938年7月，德国在日德盟约的限制下，军事顾问团离华，国军获得德造武器的大门被完全封死，作为国军主力炮种的德造“卜福斯”山炮在战争中日益损耗，又没有途径得到补充，打坏一门少一门。到了抗战中期，笨重的俄制野战炮算是救了急，成了国军炮兵部队的香饽饽。至于美国的《租借法案》物资，中国分到的配额极少，美国的武器主要拿去装备中国驻印军和远征军了，第九战区别说是吃肉，就是连汤也没的喝。毕竟在美国人眼里，中国战区的作用只是牵制100万的日本陆军，对战争的进程并不起决定作用，他们最关注的还是欧洲和太平洋战区。
俄国一战时期的火炮，炮身极重，平地行军就需要六匹马牵引，遇到上坡时则需要八匹马，这么笨重的玩意儿实在不适合现代化战争。好在这种炮的射程还比较令人满意，对于缺乏火炮的中国战场，俄制野战炮逐渐取代了日益损耗的“卜福斯”山炮。
见蔡继刚在看炮，王若卿走过来笑道：“云鹤老弟，你还喜欢炮？”
蔡继刚说：“是个军人就没有不喜欢炮的，战争之神嘛，要是这玩意儿多些，我们的步兵伤亡就会少许多。若卿兄，附近目标的射击诸元都标定好了吗？”
王若卿吃了一惊：“老弟，行家呀，你一个步兵出身的人还知道标定射击诸元？”
蔡继刚回答：“按西方国家军校的标准，步兵军官必须懂得炮兵知识，否则无法进行步炮配合。”
“哦，想起来了，你上的是美国军校，难怪懂得多。你不是问射击诸元吗？是这样，第二次长沙会战以后，我亲自带着几个测绘军官，对长沙周围进行了测绘，把长沙近郊和城内可称为标志的建筑物，详细加以测量，制成二万五千分之一的标点图。到第三次长沙会战时，我们的炮兵就如鱼得水了，根据步兵指挥官的请求，依照标点图上的射击诸元开火射击，效果出奇的好。”王若卿得意地说。
王若卿是个老资格炮兵了，他是保定军校第八期炮兵科出身，当过炮兵团长、炮兵旅长。1940年5月炮兵第4旅旅部改编为第9战区炮兵指挥部，王若卿从炮兵旅长变成了战区炮兵指挥官。他是个炮兵制胜论者，观点比较偏激，总认为战争胜负的决定因素是炮兵火力的强弱，为此还经常和别人抬杠。
两人正说着，那边的赵子立和张德能又争论起来。
赵子立口气激烈地说：“长沙只能作为一个持久的防御点来拖住、消耗敌人的有生力量，以争取时间，有利于我外线兵团集结与决战，绝不能死守。我认为，应该把第4军的两个师放在岳麓山，另外一个师放在城内。只要岳麓山阵地不丢，长沙城就保得住，就算是作最坏打算，万一长沙城保不住，若我军主力尚在岳麓山，也可以掩护城里的一个师西渡湘江，免遭日军歼灭，向西向南撤退。”
张德能激烈反对：“我不赞成！应该将主力放在城里，岳麓山是制高点，易守难攻，日军难以展开兵力夺取，也不会在岳麓山下大力气。我认为日军主力会全力攻打城内，如果我军城内兵力单薄，一旦顶不住失守，外围的机动部队就失去作战核心，各跑各的，到那时我们可是叫天天不应，叫地地不灵了。再说，第4军将主力放在城里，这也是薛长官的意思。”
张德能抬出薛长官这块王牌压人，赵子立自然无话可说。
蔡继刚心里很赞同赵子立的意见，岳麓山这个制高点是非守不可，一旦失去，就意味着炮兵的消失，没有了炮火的掩护，步兵仅靠轻武器则很难守住阵地。再者，日军占领了岳麓山，就可以居高临下，用大炮对付守城部队，城里的部队即将面临灭顶之灾。可想是这么想，蔡继刚却没有吭声，因为没有人征求他的意见，他只是个督战官，不在其位不谋其政。更何况蔡继刚心里还有个更隐秘的想法，他私下断定，这次长沙无论如何也守不住，这是他从战场的大趋势上得出的判断，无论怎么排兵布阵，结果都是一样的。
张德能固执起来只有薛岳能管他，一个赵子立当然还差着火候，他不太把这个参谋长放在眼里。于是他按自己的主张行事，将90师放在岳麓山这边，自己亲率102师和59师驻进城里，军指挥部设在中央银行的地下室。
这边的赵子立也动了怒，他返回指挥部给薛岳打了个电话，只问了一句话：“薛长官，我留在这里，是否能指挥第4军？”
谁知薛岳的回答却耐人寻味：“你不指挥！”
这下可把赵子立气得要发疯，他心说，既然没有指挥权，那你派我到长沙来干什么？幸亏赵子立多了个心眼，他预见到必将出现的严重后果，便闪开薛岳，通过老朋友王耀武和上官云相，将自己无法指挥长沙守城的情况转告蒋介石。赵子立的意思很明显，既然不给我指挥权，如果打了败仗，可不干我的事。后来的事实证明，赵子立的这个电话保住了他的性命，此为后话。
日军发动进攻的几天以后，对中国军队而言，战局出现恶化。
日军右路兵团突过洞庭湖水系，占领沅江，正好将第六战区南下救援的王耀武集团军阻击在益阳地区，同时它的主力继续南下，6月中旬占领了长沙西面的战略要地宁乡。
中路日军的一线兵团第3、第13师团以钳形攻势突然包围了国军第20军的主力133师和27集团军总部，该集团军司令官李玉堂急了，日军这是个什么打法？27集团军是薛岳为了合围日军进攻的部队才配置在这里，怎么稀里糊涂反被人家包围了？李玉堂急令20军的其他两个师前来救驾，自己率27集团军总部和133师拼死突围，从平江县退往浏阳地区。这样一来，正中横山勇下怀，横山勇本来也没打算吃掉27集团军，只是想把它赶走。27集团军是薛岳“天炉战法”的核心部队，这支部队被横山勇赶得远远的，离开了长沙。
日军左路兵团的一、二线部队轮番出击，在浏阳以南地区将第九战区国军五个军的机动部队前后夹击，左右围攻，打得几个军建制大乱，纷纷向江西边境突围撤退。而薛岳的机动兵团主力按“天炉战法”的构架，正是在此待命出击。日军准确的攻击，使“天炉战法”顷刻间土崩瓦解。
应该承认，横山勇的布阵，真是精彩绝伦，出奇的精准。
6月8日，日军中路兵团第一线的68、116师团抵达长沙城郊，长沙守军早已等候多时，立刻摆出决战的架势。不料这两个日军师团在长沙外围虚晃一枪，兵锋绕过长沙城，继续向南。战前蔡继刚最为担心的事终于发生了，横山勇把这两个师团摆在一线进攻部队中，完全是一种战略欺骗，为的是给对手造成主攻长沙的假象，其真实意图是直捣衡阳。
现在的战场态势渐渐明朗化了，日军中路兵团的一线与二线部队，就像拳击手的两个拳头，摆在一线的第68、116两个师团是横山勇打出的一记左勾拳，这个左勾拳划出一道弧线，绕过长沙击向衡阳。而摆在二线的第34、58两个师团却是一记凶狠的直拳，直截了当打向长沙。
长沙的中国守军正在迷惑，为什么日军主力兵临城下，却绕城而去？没等赵子立、张德能等人想明白，日军的二线兵团又到了，跟在后面的日军第34、58两个师团在一线兵团扫清的通道上快速推进，途中两个师团倏然分开，第34师团与右路兵团的两个支队会合，以四万余人的兵力，从长沙北面突然西渡湘江，直扑岳麓山中国守军阵地。第58师团则长驱直入，一鼓作气推进到长沙城下，这时长沙外围已无任何中国军队，日军的两个师团可以放心大胆地攻城了。
6月13日这天，整个第九战区的中国军队阵脚大乱，各军都陷入被动挨打的局面。