日军看到白天进攻艰难，就改为夜间偷袭。第一一六师团组织的突击队刚刚摸入阵地，还没有站稳就被隐蔽在两侧的重机枪封住了回路，结果被手榴弹炸了个稀巴烂。
第六八师团一清早发动的冲锋，扑上了一块高地，立即被华军守军的火力压制，趴在地上既前进不得又退不下来。师团赶紧炮火支持，轰击华军，又组织了两个大队的兵力发动冲锋，救援被压制在高地的部队。
华军以狂风暴雨般的扫射将这两个大队的中队长、小队长全部击毙，士兵死伤惨重，冲锋又告失败。其它几个师团的进攻，也都被打垮了。
恼羞成怒的横山勇看到步兵冲不下来，就又命令炮兵轰。但是华军守军没有被炸垮，跟冲上来的日军肉搏战在一起。第五十八师团终于突破防守较弱的北门，与华军发生了激烈的巷战。
方先觉用唯一的电台给蒋光头发报：“敌人今晨已经由北门冲进来了，城内已经无可用的弹要以及可增援的士兵，情况是危急万分。我等只有一死为国，来生再相见了。”
七日，敌机和炮兵继续进行轰炸、扫射和施放毒气，日军步兵则趁机攻入阵地，日军发现守军阵地竖起白旗，晚上守军部队接连放下武器，第十军参谋长孙鸣玉与日方接洽停火事宜。
方先觉与日军签署了停火协议，方先觉被俘后向日军提出了三项要求。保证生存官兵的安全，并让他们休息；收容伤员给予以治疗，并郑重埋葬阵亡的官兵；守城的官兵绝不会离开衡阳城。
日军接受方先觉的部队投降，但拒绝他的条件，方先觉最终接受无条件投降。八月八日，衡阳陷落。
战争结果日本战史称，此役牺牲之大，令人惊骇，是一场苦难的战役。在衡阳之战，中华军队伤亡约一万五千人，阵亡有六千多人。日方统计，此役日军伤亡将近两万人。
华军第十军英勇顽强坚守衡阳城四十七昼夜，迟滞了日军打通大陆交通线的进程，歼灭了大量日军，表现了中华民族不怕牺牲，抗击外敌的崇高精神。日军战史称：方先觉为骁勇善战的虎将，第十军寸土必争，孤城奋战的精神，实在是令人敬仰。
中华军队勇敢作战的情形，不仅让日军敬佩，就连日本天皇和大本营都已有所闻。
方先觉的第十军，总兵力不过是一万八千人，实际作战兵力不到一万五千人，奋力抗击日第十一军五个师团将近十万人的兵力。歼敌数倍，以一万人的伤亡，毙伤了日军二万多人，使得日军第十一军六八师团，一一六师团这两个主力师团一度丧失了作战能力。
痛击......
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