日军经过十多天的准备，第六十八、第一一六师团等攻城部队得到了大量补充，第十三、第四十、第五十八师团等部相继抵达衡阳城外。

        第十一军司令长官横山勇于8月1日飞抵衡阳机场，亲临战场指挥作战，决心一举攻占衡阳。

        7月一整月，第十军经过持久激烈的战斗，已经处于极度艰难的境地。部队伤亡极其严重。预备第十师伤亡达到百分之九十以上，第三师伤亡达到百分之七十，第一九0师仅剩下400余人，军直属部队除辎重团尚存500人外，其余特务、工兵、通讯、炮兵等伤亡达百分之七十，仅存200余人。

        第十军军需补给极度困难，炮弹、步、机枪子弹、手榴弹均以消耗百分之八十五以上。药品断绝，重伤员忍受着伤口溃烂、满身长蛆的痛苦，他们宁愿死在战场上，也不愿忍受蛆虫到处爬的痛苦。

        面对这种绝境，方先觉军长于8月1日向蒋介石拍发了一封长长的电报。向蒋总裁呈诉实情，请求蒋总裁急派援军，以解危急。

        蒋介石心里十分清楚第十军的艰难处境。他严令李玉堂率领第六十二军、第七十九军、第六十三军攻击衡阳西南面，以解衡阳之危；

        这几个军曾经达到距离衡阳城只有5公里的地方，可就是迟迟不能够突破日军阻击，与守城军会合。

        蒋介石为了守住衡阳又增派第七十四军、和四十六军投入解围战斗。

        至8月初，这两个主力军虽然打到了两母山和鸡窝山一带，但仍然无法靠近城区。

        8月3日，蒋介石在收到方先觉的电报之后，再次命令第六十二军要不顾一切牺牲，迅速奋勇前进，实现衡阳解围。可是，直到衡阳陷落，担任解围的五个军始终没有进入城区，蒋介石亲口答应过的派飞机支援战斗的情况也一直没有出现过，第十军依然是孤军苦战。

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