第3、6師團在春華山一帶沒有撈到大魚，渡過撈刀河，直奔長沙。然而中途第3師團得知第4師已率先進抵長沙，師團長豐島貪功，致電阿南惟幾，“據情報，敵軍主力已向株洲轉移，長沙已是空城，攻占意義不大。”也不等回電率領第3師團往株州而去。
    宜昌的戰鬥也打的如火如荼，第6戰區終於在9月30號掃清了宜昌外圍，完成了對宜昌城的合圍，部隊對宜昌城發起總攻。日軍第39師團被擋在宜昌的外圍。
    阿南維幾有些著急上火，宜昌城危急。湘北的戰鬥也進行了十多天了，74師也還沒找到，補給線又頻頻遭到襲擊，前線補給開始困難。阿南維幾考慮到已重創了第九戰區，也該撤軍了。最終10月1日阿南惟幾下達了撤軍命令：著第40師團先行，第4、第3、第6師團並列。其中第40、第6師團居右，經永安市—麻峰咀—長樂街路線北返；第4師團居左，沿長沙—湘陰之線北返；第3師團居中，沿左右之間的道路北返。
    此時第4師團已強渡撈刀河、瀏陽河進攻到長沙城外，與國軍第79軍展開激戰。第4師團戰力強橫，第79軍被擊潰。就在國軍準備在長沙城內打巷戰時，第4師團卻撤退了。
    第4師團收到了盡快結束戰鬥，向北撤退的命令。第4師團手腳麻利的渡過瀏陽河、撈刀河。日軍其它部隊也收到了命令，第3師團一度占領株州，收到命令後，日軍部隊撤退。薛嶽察覺到了日軍全軍撤退，立即命令部隊攔截。瀏陽的74軍正好派上用場。部隊首先在金潭側擊了從株州撤退的第3師團。重創第3師團，這時暫編第二軍也從株州追擊上來。第3師團如喪家之犬，往北突圍。74軍又在永安、春華山攔截第6師團，第6師被第74軍圍追堵截也脫了一層皮。
    湘北戰場至此攻守角色互換，獵人變成了獵物。薛嶽命令第79軍向長樂街、新市方向追擊日軍，第58軍進抵關王橋，第72軍前往楊林橋伏擊日軍，第99軍，第10軍進抵營田攔截。第20軍、74軍進抵福林埔、金井。右路第4師團遭第99軍、第10軍側擊，但奈何兩軍前期作戰皆受損嚴重，第4師團衝破攔截越過淚羅江，中路第3師團、右路第6師團、第40師團遭國軍逐次攔截，損失慘重，會戰局勢完全倒向國軍這邊。
    阿南維幾在司令部像熱鍋上的螞蟻，宜昌第13師團師團長已發來決別電，第39師、早淵支隊還陷在途中。阿南維幾早就下令日軍使用特種彈，來對付攔截的國軍，還派出飛機助戰。日軍向宜昌前進的速度明顯快了多。
    宜昌城已到了最後時刻，待第13師團師團長內山英太郎等高級軍官切腹後，第13師團宜昌守軍完全崩潰，殘餘士兵大叫著板哉與國軍拚命，被全部擊斃，國軍占領了宜昌城。可惜的是最後時刻第39師團、早淵支隊正好趕到，衝進了宜昌城。兩軍又在宜昌城展開了巷戰，國軍攻城部隊力竭，逐步退出宜昌城，在最後關頭國軍還是功虧一簣，宜昌城得而複失。
    右路日軍第4師團退的很快，渡過新牆河，其部隊損失不是很大。而其他兩路日軍部隊就沒這麽幸運了，一路不斷遭到攔截、側擊，往往為擺脫攔截，還要斷尾求生。
    10月10日各路日軍終於退回到出發陣地。中日兩軍戰線恢複到戰前狀態。
    會戰後中日兩國都聲稱取得了會戰的勝利，雙方發布的戰報水份都非常的大。實際傷亡比中：日=1.5：1，國軍傷亡5.7萬人，日軍傷亡3.9萬人。最亮眼的戰績在宜昌，殲滅了第13師團餘人，師團長內山英太郎等高級軍官切腹自殺。國軍損失也很大，第九戰區第4、26、37、10等軍基本上損失達到30一50，其中第4軍102師損失更是高達90。所幸的是戰略軍第47軍損失不大。
    第二次長沙會戰的勝利，發生在蘇德戰爭爆發後不久，此時法國已經失敗，英國、蘇維埃聯盟在處處挨打。此戰讓中國在國際上樹立威望。讓美英盟國看到了中國戰場的價值，間接推動了美英盟國對中國的物資支持。這一點非常重要，蘇德戰爭的爆發導致蘇俄無力支援我國，我國在國際上陷入了孤立，我國急需物資的支持。
    另外會戰我國的勝利，加劇了日本的內政外交危機，導致近衛內閣垮台。同時，日本在對美談判中的強硬態度也因此受到削弱，進一步動搖了其戰爭基礎。
    會戰挫敗了日軍的戰略意圖。日軍在會戰中的主要目標是消滅中國第九戰區的主力，以便集中力量入侵東南亞。然而，由於中國軍隊的頑強抵抗，日軍未能達到這一目標，從而延緩了其入侵東南亞的計劃。
    李振華的判斷再一次得到了印證，便他在國軍中的影響進一步提升。兩年前李振華預測日軍必定入侵東南亞。1941年7月日軍公然開入法屬越南後，日本的意圖已是昭然若揭。
    從李振華多次提醒國府這件事上，國府判斷李振華此人雖是共黨，但更是一個民族主義者。李振華沒有像一般的共黨一樣從心底裏對國府充滿惡感。在抗日的問題上，國共雙方達成合作是形勢所迫，國共之間的矛盾重重，雙方可以說是既合作又相互提防。
    李振華的這些分析和建議都是通過延安總部轉發過來的。在中共總部高層、山東地區中共高層都不是秘密。 像李振華這樣的聰明的人怎麽可能會不知道此事有可能的隱患。
    國府很好奇李振華先是中國人，還是先是共產黨。這件事可能就是李振華的弱點和突破口，國府可以做些文章。
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