就在中井良太郎与罗卓英在赣北杀来杀去的时候，在湖南的北部，也就是冈村宁次策划的主攻方向，长沙会战已经打响，十七日，冈村宁次来到湘北与鄂南交界处的城陵矶，视察了上村支队，然后乘船进入洞庭湖，到达岳阳视察了第六师团。第六师团已经准备完毕，将与第十三师团的第二十六旅团（奈良支队）、第三师团的第五旅团（上村支队）一起，向湘北中国守军的正西实施大规模突击。
在湖南北部，中日两军对峙的正面，隔着一条新墙河。薛岳命令关麟征率第十五集团军并指挥夏楚中的第七十九军，沿新墙河东起湖北南部的麦市、西至湖南北部洞庭湖东岸的鹿角，在八十公里宽的正面构筑起第一道防线：夏楚中的第七十九军在右翼，该军的三个师和炮兵一团五连以及第十挺进支队守麦市、九登、黄岸一线；张耀明的第五十二军在左翼，该军的三个师加上陈沛第三十七军第六十师、炮兵一团八连和二营以及第十一、第十二挺进支队守杨林衙与新墙河一线。
冈村宁次的主攻方向在新墙河中国防线的左翼。张耀明的第五十二军首当其冲。十八日，在炮兵和航空兵的支援下，日军开始向新墙河北岸中国守军的前哨阵地发起攻击。张耀明的第五十二军设置了两个前哨阵地，即据守草鞋岭的第二师胡春华营和据守比家山的第一九五师史思华营。日军火炮和战机空前猛烈的轰击和轰炸，将两个营的前哨阵地几乎炸平，所有的野战工事全部坍塌。日军本来以为，中国守军在新墙河北岸设置的两个据点，除了因为兵力单薄很快就会崩溃外，还因为这两个据点仅具象征意义，所以只要炮声一响中国守军定会仓皇逃到新墙河南岸去。
但是，十九日，激战进行了整整一天，两个前哨据点的中国守军还在战斗。这一天，冈村宁次回到湖北咸宁的指挥部，作为司令官，他觉得应该做的都做了，剩下的只是静等战报了。这一天，薛岳判明日军的主攻方向是从湘北直冲长沙，于是把位于浏阳的第七十军和位于修水的第七十三军调拨给第一线的第十五集团军，关麟征随即把这两个军指派为他的总预备队。
静候战报的冈村宁次没有想到，从十八日进攻开始直到二十二日，湘北正面的日军不要说渡河，连新墙河边都没能靠近，而阻击他们的只有中国军队的两个营。二十二日这天，苦战后的日军登上草鞋岭，发现据守该阵地的中国守军胡春华营官兵已全部阵亡，日军官兵站在遍布尸体的阵地上一片茫然。而令他们更加茫然的是，此时比家山阵地的中国守军依旧在抵抗。---直到这一天的黄昏，中国营长史思华阵亡后，日军才冲上比家山阵地。
就在湘北的日军为扫清渡河障碍苦战的时候，在湖北南部，日军第三十三师团也开始了进攻。这是湘北正面战场的另一个侧翼，第三十三师团的作战目的与位于赣北的第一o六师团一样，都是牵制中国军队，配合湘北的正面攻击。在这个方向防御的，是中国军队第二十七集团军第二十军和第十五集团军第七十九军以及湘鄂赣游击部队的第八军。日军第三十三师团是一个新编师团，一九三九年二月七日才在日本仙台编成。师团编成后被派往中国战场，编入冈村宁次的第十一军，遇到的第一场战役便是在湖北南部向中国军队发起进攻。
显然，日军新编师团的战斗力不强。二十一日，第三十三师团在湘北与鄂南交界处的通城以南向中国守军发起攻击，受到夏楚中的第七十九军的猛烈抵抗。苦战两天后日军才知道，他们一直在与中国军队的一个团纠缠不休。第三十三师团集中兵力，转向通城东南方向的麦市。麦市是第七十九军的防御主阵地，其第一四o师在麦市外围与日军展开了艰苦的拉锯战，双方都伤亡惨重。
中国军队杨汉域的第二十军加入战斗后，日军受到两面夹击，处境变得艰难起来。为了突破中国军队的阻击，日军使用了毒气弹。但是，每当毒气落在长满茅草的中国守军阵地上时，山上都会燃起熊熊大火，中国官兵利用点燃的山火使空气升腾翻卷将日军施放的毒气冲上高空，而匍匐在地面上的中国官兵中毒者甚少。 日军第三十三师团打了数天，仍旧不能突破中国军队的防线，被滞留在麦市附近进退两难。
对于第三十三师团的战况，冈村宁次并不特别在意，只要他们在那里与中国军队纠缠着就可以了。冈村宁次的注意力全在一个他认为至关重要的行动上：二十二日晚，上村支队乘坐海军舰船，从岳阳秘密地进入了洞庭湖。 冈村宁次指望以上村支队的突击行动，大纵深地插入汨罗江以北中国守军的背后，将薛岳的战局布势割裂开来，然后把中国军队主力包围在泪罗江北加以歼灭。
在海军舰船的带领下，上村支队进行了“八十余公里的水上机动”，于二十三日六时二十分在洞庭湖西岸以南的营田地区登陆。 薛岳没有想到冈村宁次会实施纵深突击---隔着广阔的洞庭湖水，薛岳认为在这个方向上日军没有实施突击的可能性---于是，营田中国守军只有第三十七军第九十五师的一个营。该营营长也认为，营田北面是湘江封锁线，湘江西岸通往洞庭湖的沟汊都处于干涸状态，因此营田正面的水路可以说是万无一失。