孤军守战，势难支撑的第十[DiShi]军军长方先觉仍不断发出急电，力陈所部将士面临的困难与险境：“本军固守衡阳[HengYang]，将近月余，幸我官兵忠勇用命，前赴后继，得以保全，但其中可歌可泣之事实与悲惨壮烈之牺牲，令人不敢追忆！”又说：“自昨三十日晨起，敌人猛攻不止，其惨烈之战斗，又在重演。危机隐伏，可想而知，非我怕敌，非我叫苦，我决不出衡阳[HengYang]！但事实如此，未敢隐瞒，免误大局。”[13]

　　蒋介石[JiangJieShi]在7月31日的日记中写道：“衡阳[HengYang]保卫战已一月有余，第十[DiShi]军官兵死伤已过十分之八，而衡阳[HengYang]屹立不撼。盖以衡阳[HengYang]之得失，其有关于国家之存亡，民族之荣辱者至大也。”[14]

　　8月1日，日本第十[DiShi]一军司令官横山勇中将，佩戴“天照皇大神宫”神符，携随员乘侦察机三架由长沙[ChangSha]飞抵衡阳[HengYang]机场，亲自指挥日军[RiJun]步兵、炮兵等兵种相当于七个师团的兵力联合作战[ZuoZhan]，企图一举攻下衡阳[HengYang]，击溃方先觉部。

　　8月2日，国民党增援部队按蒋的数次电令火速向衡阳[HengYang]推进，仍如携山搬家，无法突破日军[RiJun]封锁。无奈中，蒋介石[JiangJieShi]动用飞机穿越敌人炮火向衡阳[HengYang]投下手谕，不许方先觉再发电请援，同时嘱其注意一死报国，内称：“我守衡官兵之牺牲与痛苦，以及迅速增援，早日解围之策励，无不心力交瘁，虽梦寐之间，不敢忽之。惟非常事业之成功，必须经非常之锻炼，而且必有非常之魔力，为之阻碍，以试炼其人之信心与决心之是否坚定与强固。此次衡阳[HengYang]得失，实为国家存亡攸关，决非普通之成败可比。自必经历不能想像之危险与牺牲，此等存亡大事，自有天命，惟必须吾人以不成功便成仁，惟有以死报国之决心以赴之，乃可有不惧一切，战胜魔力打破危险，完成最后胜利之大业，上帝必能保佑我衡阳[HengYang]守军最后之胜利与光荣。”[15]同时告之增援大军已“严督猛进”，严令第十[DiShi]军将士继续坚守勿退，力克敌军。

　　方先觉怀揣训令，苦苦支撑，艰难等待。几天过去，尽管心急如焚，望眼欲穿，仍是“上穷碧落下黄泉，两处茫茫皆不见”，连一个援兵的影子也没看到。

　　8月4日晨，日军[RiJun]以重炮5门、野山炮50门和约五师团兵力向衡阳[HengYang]发起第三次也是最后一次总攻。按总指挥官横山勇的作战[ZuoZhan]计划，预期可在一天之内，必下此城。但正如日本战史所述：“敌人之守将方先觉将军，为一号骁勇善战之虎将，其第十[DiShi]军之三个师，皆以必死之决心，负隅顽抗，寸土必守，其孤城奋战的精神，实令人敬仰。我第一日之全力猛攻，竟又被迫无效而终。亘四十余天之激战中，敌人尚无一卒向我投降，实为中日战争以来之珍闻，如非敌人在长期抗战中已逐步将游杂部队整编为正规军，则必系我军之两次挫败，使敌军坚定了必胜的信心！但我军之此次总攻，若不成功，将何以对陛下！何以见同胞！第十[DiShi]一军亦将永远沦为受人卑视的境遇。责任心荣誉感之所驱，全军将士犹如强攻旅顺要塞之乃木军（南按：指1904年日俄战争时期之日军[RiJun]），生死不顾，用肉体径向敌人之阵地硬拼。”[16]从这则记载可以看出，此时已杀红了眼的日军[RiJun]同样只能进不能退，遂决定孤注一掷，来一个鱼死网破的最后决战。

　　8月6日，中日双方经过激烈的争夺拼杀，强悍的日军[RiJun]第五十八师团作凭借熟练的攻坚经验，终于突破衡阳[HengYang]城北一角，并迅速以一部突入市街。在敌机猛烈轰炸下，守军阵地几夷为平地，阵地官兵与攻入之敌展开近战与肉搏，血战不久全部战死。日军[RiJun]乘势以精锐之师向城内第十[DiShi]军指挥部所在地——中央银行急速进击，守城官兵再度与日军[RiJun]展开大规模巷战与肉搏，衡阳[HengYang]顿成一座鲜血喷溅的血城，第十[DiShi]军无一人不参加近战与白刃格斗，无论是炊事员还勤杂兵，都抡着菜刀与烧火棍进入战场竭力拼杀，惨烈的肉搏持续了两个昼夜又半天之久。

　　8月7日，日军[RiJun]调集重炮、野山炮百余门齐向衡阳[HengYang]城猛烈射击，横山勇再度下令强行总攻，欲一举攻克城池。蒋介石[JiangJieShi]深知衡阳[HengYang]战况已到生死存亡、千钧一发之际，特督令援军战车部队急进增援，并电第十[DiShi]军告以“援军明日必到衡阳[HengYang]，决不延误”。延至下午3时，衡阳[HengYang]城内仍不见援军到达，此时守军支撑已到极限，方先觉在征求手下几位高级将领的意见后，向蒋介石[JiangJieShi]发出了最后一份电报：

　　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，刻再无兵可资堵击，职等誓以一死报党国，勉尽军人天职，决不负钧座平生培育之至意。此电恐为最后一电，来生再见。

　　方先觉率参谋长孙鸣玉，师长周庆祥、葛先才、容有略、饶少伟同叩[17]