第六十八师团，第一一六师团还在后面，第五十八旅团并没有跟上来，所以，李学坤部得以从容的撤出衡阳的战斗，衡阳虽小，但四周城郊却很大，衡阳又多山，所以，日军再想找到他们，那是千难万难了。李学坤并不是在逃避，而是在等待机会，衡阳机场已经失守了，如果再不撤退，势必陷入日军的重重包围之中，而自己的部队又没有稳定的工事可以依仗，最终还是难免被消灭的命运。所以，他在等待着机会，那就是，自己二百师主力部队的到来，通过这几天的作战，李学坤已敏锐的观察到了日军的弱点，那就是，缺乏反装甲武器，而衡阳城附近又是一片小平原，所以，如果有一支装甲部队在其中实施作战，那么，一定可以给日军以重大杀伤。而装甲部队，整个国民革命军中，还有比自己强的吗？呵呵……李学坤不由微微一笑，老子先养你两天，等老子的装甲部队过来，看我怎么收拾你们，到那时，小鬼子，你们就等着收尸吧！衡阳大战，中日双方云集衡阳，日军第一一六师团已接近衡阳，横山勇是很狡猾的，他在攻城中只动用了两个师团，而另外两个师团则用于打援，在他看来，这样，就可以保证攻打衡阳的战斗万无一失。中国方面，第62军与第79军，200师也不断向衡阳逼进，李玉堂部与杨森部也在向衡阳开进，双方真正的较量一触即发。此时的衡阳城外，中日双方进行了一场血战，中国守军极为悲壮，战至27日，日军在付出巨大伤亡后，攻占了衡阳外围阵地，阵地上的中国守军连伙夫在内，无一人逃跑、投降，全部战死。7月28日，日军调上了预备队，对衡阳发起了第一次总攻，在飞机、重炮的掩护下，日军如潮水般一波一波发起冲锋，并对中国守军施放了毒气。双方展开激烈的攻防拉锯战，经5昼夜几乎连续的搏杀，日军停止了进攻，中国守军挫败了日军的第一次总攻。日军忙于补充兵力、弹药，战况稍缓。不过，日军只是补充兵力，但却没有派更多的师团参与到衡阳城的进攻中，横山勇依然坚持主力在外面打援，参与攻城的，只有第六十八师团与一一六师团，不过，这两个师团总人数加起来接近五万，敌多双方兵员比例达到一比三。8月11日，在得到了野炮四个大队、迫击炮二个大队的增援后，日军攻城部队开始了对衡阳的第二次总攻，惨烈的攻防战又开始了。8月13日，中国守军击毙日军120联队联队长和尔大佐，经过连续9昼夜的血战，日军68、116师团以伤亡8000人、阵亡联队长1名、大队长6名、几乎所有的中队长的代价，只攻占了衡阳防线的一线阵地，日军的第二次总攻又遭惨败。中国守军也伤亡4000余人，失守的阵地都打到最后一人。在日军着手准备第三次总攻期间，城内外大小战斗并未停止，军委会在8月12日严令79军、62军火速增援衡阳，20日己打到衡阳郊外，不料日军正好在此时停止对衡阳的总攻，转而全力阻击并反击中国援军，79军、62军被迫后撤。