重新拟制了计划，预定使用自“七七事变”以来对1个地区进攻最多的兵力-8个师团。计划以5个师团为第一线兵团，分3路沿湘江两岸南下进攻长沙、衡阳中路2个师团，沿岳阳至衡阳铁路及其以东地区南进;东路2个师团，在平江、浏阳、萍乡、茶陵山区进行左翼迂回;西路1个师团，由南县渡过洞庭湖，在湘江以西的沅江、益阳、宁乡、湘乡南进，进行右翼迂回。进至长沙、浏阳、宁乡一线时，第二线的两个师团投入战斗;到达桂林东北地区时，再作阶段性的休整。
上述计划经“参谋本部”（作战计划过于庞大，无法用电台传送，故只能示警）批准，指示第11军集中全力进行参战部队的作战组织及准备，并将此计划转给负有配合策应任务的第13军(驻上海)、第23军(驻广州)和第5航空军。长沙及湘北方面的战斗开始于五月中下旬，日军发动总攻后，迅速突破守军第一线阵地，强渡过新墙河，向纵深攻击前进。
战斗至6月1日，东路日军第3、第13师团先后攻占通城、麦市、南江、龙门驿及平江;守军新13师撤退至南江以东的幕阜山区，第20军转移至平江以南祖师岩附近收容整理。中路日军第116师团(欠1个联队)及第68师团相继攻占杨林街、黄沙街