但是，二十二日晚上，洞庭湖上大雨倾盆，导致河湖水位猛涨，不但营田正面的湖岸水位急剧抬高，湘江连接洞庭湖的那些干涸沟汊也都水满盈盈，载着上村支队的日本海军舰船就这样得以顺着沟汊直冲营田。二十三日凌晨，上村支队在日军舰炮和飞机的支援下，向仅有一营守军的营田阵地发动袭击，很快，中国守军数百名官兵伤亡殆尽。冈村宁次给上村支队的任务是：“在营田附近奇袭登陆，以一部在夺取归义及新市附近渡河点后，切断沿粤汉线敌军退路；同时主力从营田一大娘桥一李家墩（推测记入地图）一高桥公路沿线地区，首先向高桥方向突进，切断平江至长沙的道路。”。
与上村支队在营田登陆同时，二十三日早晨六时，在新墙河北岸，扫清中国军队前哨阵地的第六师团也开始了大规模的渡河行动。这也就是说，日军第六师团正在战场的正面与关麟征部激战，而通过纵深突击迂回到战场西南方向的上村支队，已经处于关麟征部的侧背，一旦上村支队向东进击成功，不但会切断关麟征部的退路，还将与第六师团一起对关膦征部形成南北夹击。那时候，因为在战场的东边有日军第三十三师团和第一o六师团，战场的西边则是广阔的洞庭湖水，关麟征部就等于陷入了日军的合围。
凌晨时分，日军第六师团的八十多门火炮向新墙河南岸中国守军第五十二军第二师阵地进行了一个小时的猛烈轰击。然后，五千多名日军步兵开始强渡新墙河。新墙河浅，可以徒涉，日军没有使用任何渡河工具便直接向南岸冲锋。中国守军在河面上编织成密集火网，将冲锋的日军阻挡在河水之中。
第一次冲锋失败后，日军炮兵把炮火集中到第二师十二团的阵地上，日军地面部队释放了毒气弹和烟幕弹。十二团的官兵没有配备防毒面具，只能用毛巾浸上水捂在口鼻处，但阵地上的轻重武器射击强度没有减弱，日军的第二次冲锋又告失败。战场短暂的寂静后，日军的火炮和战机一起，对十二团阵地开始了毁灭性轰击，致使十二团守军伤亡严重。接着，日军的步兵又一次冲了上来。
中国陆军第五十二军的前身，是中央陆军军官学校所属的六个教导团，一九三o年中原大战前被蒋介石编成第二师，两年后扩编为第十七军。一九三七年八月，抗战全面爆发，第十七军以第二十五师为主扩编成第五十二军，隶属第一战区，下辖郑洞国为师长的第二师和张耀明为师长的第二十五师，军长为关麟征。武汉会战后，关麟征升任第三十二军团军团长，张耀明任军长。第二师作为中央军的老部队，具有相当的战斗力，薛岳把强有力的部队放置在第一线，足见湘北的较量关乎长沙会战全局。
日军终于从第二师十二团的阵地上撕开一个缺口。从这个缺口处日军渡过了新墙河。日军第六师团撕破新墙河防线的时候，奈良支队也突破了当面中国守军第一九五师一三一团的阻击渡过新墙河。第五十二军军长张耀明命令第二十五师实施反击，并给第二师增调了一部分兵力以求稳住阵脚。晚上，渡河后的日军没能继续推进，双方在夜幕降临时于新墙河南岸地区形成对峙。
薛岳在长沙战区长官部召开紧急会议，参谋们在会上提出三种方案：一是如果新墙河守不住，就退到泪罗江一线，占领二线阵地迎敌；二是利用纵深地带逐次抗击，根据战局变化再决定下一步如何打；三是干脆在湘北敞开口子，把日军放进捞刀河以南的长沙外围，然后左翼依托湘江、右翼依托浏阳一带的山地，在长沙附近与日军决一死战。薛岳倾向于第三种方案，但表示须报蒋介石后才能决定。
此刻，令战区长官部最为焦虑的是日军上村支队从营田登陆的消息，因为这等于在关麟征的第十五集团军的侧面插进了一把刀。薛岳命令唐伯寅的第十九师和罗奇的第九十五师向日军发动反击，特别强调必须把上村支队压制在洞庭湖岸边，决不能让日军继续东进到关麟征部的背后，完成任务有重赏，否则军法从事。
可是，营田方向的中国守军没能挡住日军的攻势。上村支队的插入，使得湘北第一线的关麟征部处境危险。冈村宁次的作战预想就是要把中国军队的第十五集团军吃掉。面对日军即将形成的三面合围，关麟征请示薛岳：除留少量部队牵制日军外，将第五十二军、第七十军和第七十三军全部向南撤往泪罗江二线阵地。薛岳给第十五集团军下达了命令。薛岳的命令意味着第十五集团军将向汨罗江左岸阵地转移。同时，薛岳命令战区预备部队和炮兵集结在长沙附近，做好与日军决战的准备。为了预防万一，第九战区参谋长吴逸志率长官部移至耒阳，薛岳则带着少数幕僚留在长沙。
按照薛岳的部署，关麟征的第十五集团军开始边打边撤。二十四日晚上，国民政府军事委员会召集最高幕僚会议，会议拟订出两个作战方案。两个方案都以放弃长沙为前提，区别仅在于与日军在长沙附近打一场多大规模的仗而已。这与薛岳的想法相距甚远。 ---蒋介石的基本意图是：长沙甚至衡阳都可以不要，中国军队的主力必须保存下来，不能损失过大甚至全部拼光。
为阻止日军长驱直入，蒋介石动用了中国军队中的第一支机械化部队---杜聿明的第五军，该军奉命从广西移至湖南东部的衡山。如果说蒋介石有些保守的话，首先是出于长期抗战的考虑，保存主力部队总比死守一座城市更符合持久战的原则。另外，不能不说第二次世界大战的突然爆发，使蒋介石既想到中国战场可能面临更大的危机，同时也猜测着极端艰难的战事是否有缓解的可能。在目前无法判清前景的情况下，保存军事实力显然是最要紧的。