1941年9月7日，日军第11军在湘北岳阳以南地区向中国军队展开猛烈攻势。此次会战日军新任指挥官为阿南惟几。

为了隐蔽第二次进攻长沙的战役企图，同时拔除作战时的后顾之忧，阿南惟畿耍了个花招：他首先动用所部最精锐的熊本第6师团扫**第九战区前哨阵地大云山。

大云山是一座位于岳阳境内东南方向、海拔1000多米的道教名山，是南岳衡山的余脉，大云山驻军居高临下，与新墙河防线的国军互为依托，战略位置非常重要。

是日，日军第6师团长神田正种中将在大雨中下达了攻击大云山的命令。与此同时，日军秘密集结了第3、第4、第40师团和第13师团的早渊支队等主力部队10万余人，悄悄进至新墙河北岸待机，其中的绝对主力显然是第3和第6两个老牌常备师团。

驻守大云山的粤军第4军张德能师和黔军、滇军各一个团在日军猛烈攻击下叫苦不迭，急电长沙长官部要求增援。

日军主力开始悄悄进入新墙河北岸阵地，但其无论怎么对行动进行保密，这么大规模的部队调动还是最终露出马脚。

长沙长官部的薛岳同时接到了两份电报，一个是大云山守军的求援电，一个是新墙河防线最高指挥官第27集团军总司令杨森的报告电。杨森的电文大意是发现对面日军调动和集结频繁，经过研判认为：“大云山只是佯攻，龟儿子要打长沙了”！

薛岳的骄狂症有些发作，不以为然。认为自39年第一次长沙会战后，中日双方已经隔着新墙河对峙了两年，日军无力攻取长沙。此次只是在大云山发起局部攻击，目的是破坏三湘大地的秋收。

尽管重庆军事委员会转来日军有进犯长沙企图的情报，参谋长吴逸志、参谋赵子立也认为大云山之战有些蹊跷，但薛岳仍固执己见。他判断的重要依据是：如果日寇强渡新墙河发起进攻长沙之役，不可能缺少第6师团这个一等一的主力部队。现在既然它远在大云山，仅凭第3和第4师团是奈何不了我“伯陵防线”的。经此分析，薛岳非但没有调兵加强新墙河防线，反而命令杨森抽调第4军59师、孙渡第58军主力、黔军102师主力驰援大云山。

兵不厌诈。

阿南惟几眼见调虎离山计成功之后，立即下令青木诚一中将的第40师团以最快速度前往大云山接替第6师团，并且要求神田正种不顾疲劳不计伤亡返转新墙河北岸。不消几日，日军换防完成。9月18日，日军在320门火炮的猛烈轰击下开始强渡新墙河，三个半主力师团以“中央突破”的战法重兵压境，将90%的兵力集结于新墙河正面，宽20公里的区域内，只留下了一个小支队充当策应。

由于新墙河守军力量被严重削弱，日军得以迅速完成突破。

与日军当面的粤军第4军因连日参加或策应大云山战斗，损耗很大，加上对敌人发动大规模全面进攻的准备不足，只守了几个小时，即放弃新墙河防线，后撤到第二线阵地。但第4军的新防线当天下午又被突破，无力继续抵抗；只能转移到右翼山地待机。日军重演第一次长沙会战成功战术，由海军护卫一部穿越洞庭湖，在位于湘江口的青山强行登陆，以图腰袭、夹击国军，策应主力的正面攻势，进攻异常顺利。不到两天时间便推进到汨罗江南岸。杨森部退守平江，第6师团的先头部队攻势猛烈，距离平江杨森部仅有8公里，大有一举围歼之势。

薛岳闻讯大吃一惊，终于明白自己判断失误。18日当天夜里，他给蒋介石发了三封密电，其中就提到了：日军10余万欲进犯长沙。紧接着命令参谋长吴逸志带着司令长官部转移到后方的耒阳，并将自己的司令长官部设在唐生智的旧居，参谋长吴逸志随往。赵子立的参谋处设在文艺中学。与此同时，薛岳匆忙调遣李玉堂第10军、韩全朴第72军和夏楚中第79军从江西和第六战区火速赶来参战。不过各部此时出战确已丧失了先机。