衡阳久攻不下，惊动了日本天皇和日军大本营，在日本中国派遣军严厉斥责下，横山勇又调派了58师团、13师团二个主力师团，增援68、116师团。“联队炮兵弹药在昨天用尽，无力支援，由师团炮兵协助进攻。10时40分，第3大队开始进攻，其中第12中队攀上山崖冲入敌阵。皇军刚刚松了一口气，一直隐藏在山顶的重庆军却从两侧猛投手榴弹。重庆
军手榴弹兵顽强的坚持在被日本军炮火严重摧毁的阵地里进行抵抗，后面的重庆军扛着成箱的手榴弹也陆续上山增援。虽说是敌人也是佩服的……” “11时10分，第12中队占领了山顶，但是有2名勇敢的重庆军出现在张家山高地西南通往25山顶的交通壕上面准备袭击30米外的日本军，黑濑大佐急切命令炮兵开炮，随后一发炮弹准确击中了这2名重庆军
。”选自《东平日记》。衡阳城，愁云惨淡，第十军原有兵力近三万，可是在常德会战中受到了巨大损失，只剩下了一万多人，根本没有来得及进行整补，经过数十天的大战，此时守城的中国第十军的有生力量已经基本消耗殆尽
，轻伤员、马夫、伙夫统统上了火线。
日军也杀红了眼，不夺下衡阳誓不罢休，他们合四个师团之力对衡阳进行了第三次总攻，最后的血战到来了，第十军伤员已过8000人。
守卫岳屏山的第十军28团绝大部分都已伤亡，面对着不断冲上来的日军，伤员们拿着手榴弹不断的冲下去与日军同归于尽……
衡阳城内方先觉第十军军部内，方先觉表情木然的坐在一张椅子上。方先觉，1905年出生于安徽省宿州市埇桥区解集乡，1925年考入黄埔军校第三期步兵科。这位看似“白面书生”的儒将性格刚毅，他领导的第10军多次与日军交锋，因善于守城，被日军称为“泰山军”，日军
将之视为最为强劲之对手，然而，此时的“泰山军”却也到了最后时刻，一万七千多人的部队打到现在，拥有战斗力的士兵只剩下了一千二百人。
“军座，突围吧，再不突围，咱们第十军都要死在这儿了。”一个参谋悲愤的说。
方先觉轻叹了一口气，摇了摇头说：“我们突围出去了，剩下这8000伤兵怎么办，你们忍心丢下他们让日本鬼子屠杀，死，我们死在一块，要自杀，我先动手”。
“立即下命令，各部队全部收缩防守，聚在衡阳城中心，我们在这里与日军决一死战！”方先觉命令道。
那参谋摇了摇头，口中说道：“军座，军部与下属各部的通讯联络电话线都被日军飞机、重炮炸断，已无法组织有效的抵抗，各部处于各自为战状态，衡阳的陷落己是时间问题了。”
方先觉仰天长叹一声，口中说道：“向军委会发最后一电。”
“是！”当听到方先觉说出最后一电之时，所有人为之动容，只见方先觉缓缓开口说道：“敌人今晨由北城突入以后，即在城内展开巷战，我官兵伤亡殆尽，再已无兵可资堵击，职等誓以一死报国，勉尽军人天职，
决不负钧座平生作育至意。此电恐系最后一电，来生再见。”
说完这话，方先觉腰板站的笔直，从袖屉里取出了一支银色的勃郎宁手枪，准备拔枪自戕，一旁的副官眼明手快，将手枪击落。
“啪！”
枪声响过，却因副官出手及时，未击中方先觉。这时，第三师师长周庆祥进来报告说：“军长，这仗是打不了了，我已以你名义下令挂白旗了。”
方先觉对援军迟迟不到，让第十军孤军血战，已心存不满，经反复考虑说道：“那只有这样了，不是我们对不起国家，是国家对不起我们。不是我们不要国家，是国家不要我们。”
当下，方先觉命令参谋长起草了投降条件：要求保留第10军建制；要求日军进城不杀害俘虏；要求日军对受伤官兵给以人道待遇；要求日军立即停火；要求日军派飞机送方先觉到南京见汪精卫。
8月8日，方先觉与日军68师团长堤三树男正式谈判，日方向第十军的顽强战斗意志表示敬意，日军接受方部投降，但拒绝其条件，方最终接受无条件投降。历时47天的衡阳之战落下了帷幕。衡阳战事结束后，日军感佩第十军的忠勇，果然信守约定，没有像其他地方那样因泄愤而屠杀投降的官兵和伤员。并将第十军改为”先和军”，仍以方为军长，各级军官也都是旧部。之后，第十军主要将领
陆续逃脱。方先觉在军统特工的安排下，逃回重庆。然而让方先觉没有想到的是，日军虽然没有屠杀第十军的伤员，但是却也没有给他们进行医治，衡阳城里有7000多伤兵，但是没有营养品，药品，血库和手术条件，伤员们伤口发炎红肿如丘，脓血如泉外流，且有伤员身上已经生蛆，痛苦难当。战斗中衡阳城内屡次遭到日军空袭和重炮轰击，全城仅存五栋房屋残存。多数全毁少数半毁，数千伤兵就躺在残垣断壁中，风餐露宿，被大批红头苍蝇包围。时值
盛夏，气候炎热，伤兵们难以洗澡，更有些人大小便不能自理，尤其悲惨。员在绝望中纷纷拉响手榴弹自尽，上演了极为悲壮的一幕。当然，日军也基本释放了绝大部分第10军的士兵。只拉了300人编了1个小运输队，没两天这些人也都逃跑了。实际上停火就是个幌子，就是突围没那实力，就用停火换生命。第10军的军官大部分各自回家
，士兵就留在了衡阳，做小生意，卖劳力.只有少数老10军的人又回到了部队。第十军以孤军对抗日军四个师团的围攻，坚持达47天之久，军委会战前的命令只须守住衡阳10天至15天，某种意义上来讲，方先觉己完成了自己的任务，衡阳的陷落，非战之罪。为此，中国军队也付出了
惨重的代价，参战的第58军最后打的只剩下了一千多人，参加此次战役的45个师几乎都失去了进攻的能力。在日军方面，衡阳一战，日军原只准备三天拿下，结果打了47天，损失了七万大军，无奈之下只好又补充了十万新兵，这一战之后，东条英机内阁下台，可以说，衡阳一战，极大的改变了中日战争的格局。