由于湘江以东各军散处日军侧后，距衡阳尚远，而第62军已迫近衡阳，因而军事委员会于7月22日电令第九战区集中湘江以西部队向进攻衡阳的日军攻击 。23日，军事委员会又电令李玉堂“即日进驻62军军部，直接督促。”
军事委员会的电令(包括以前的多次电报)均被日军情报人员破译，因而日军对第九战区各部队的行动非常清楚。这次获得情报后，当即将电令内容通知各师团，并令第40师团占领衡阳西南、正西和西北约10至15公里处的七里山、两母山、二塘、城口墟、板桥、狭山冲一线阵地，堵截、阻击由西方来援的中国军队。
同时令第57旅团归还第68师团建制，令第109联队归还第116师团建制，以便于指挥。第62军一度突进至火车西站，但在日军第40师团的反击下，伤亡甚大，且弹药告罄，被迫撤退至盘右岭附近收容整理。第79、第74军主力及第100军之第319师亦被阻止于日军第40师团的堵截线之外。
7月29日，日军第11军确知专为补给衡阳地区的辎重车队预定8月4日前后可到达衡阳附近，部队也经过调整，遂于当日下达了攻击命令:确定8月4日开始第三次攻击，除令第68、第116师团仍