令第3、第4师团逐次转向浯口、瓮江东侧地区，令第40师团、第6师团从东面山地迂回，对中国第37、第26、第10军形成合围态势，予以歼灭。
当日，日军第4、第3、第6师团及早渊支队从骆公桥、新市、磨刀石、浯口等渡河点强渡汨罗江，突破第37军前进阵地。
守军向主阵地撤退。日军第40师团配属荒木支队，击退第4军侧击后，留江藤支队掩护补给线，主力转向新官桥、瓮江以东地区，预定经平江迂回南进。
9月22日，日军在航空兵支援下向第37军主阵地攻击。
双方激战3天。至24日，日军第3、第4师团突破守军主阵地，将第95师、第140师包围。
第37军奉命向麻林市突围转移，伤亡甚重。