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前找军部军务处长统计参战人数：“据隔日告知，连非战斗员兵在内，自军长以下共计一万七千六百余人。其中能战斗官兵连军直属部队在内约一万四千人，余皆为特种员兵（指非战斗部队的军直属辎重兵团、通信营、卫生队、野战医院等）。军特务营、工兵营在常德之役未曾加入战斗，兵额较为充足。”（《长沙、常德、衡阳血战亲历记》）这个数字似不包括配属部队，如果算上的话，衡阳守军当超过18,000人。
在日军主攻面布阵的预10师师长葛先才深感任务艰巨。
葛先才派朱光基第29团以城西南张家山、虎形巢为核心布阵，派陈德坒第30团以城南五桂岭、江西会馆为核心布阵，以此构成城南和城西南一线阵地的要点，各自的预备队必须控制在阵地反斜面。曾京第28团留在衡阳城。当时周庆祥第3师尚未归建，方先觉故而将曾团定为军总预备队。但葛先才布阵后认为，陈德坒第30团正面广阔，必要时需曾团支援，希望将第28团定为师预备队。因为这件事，葛先才跟方先觉争起来，但最后方还是听从了葛的建议。不过，按军参谋长孙鸣玉的意见：葛先才使用这个团时，需得到军部的同意。
葛先才派陈德坒第30团张德山第7连扼守湘桂铁路以南的警戒阵地停兵山和高岭。
6月25日黄昏，湘江西岸出现的第一面旭日旗，在夕阳下显得冰冷而刺眼。渡过湘江的第68师团主力即太田贞昌旅团，在师团长佐久间为人亲自指挥下，在6月26日上午进入衡阳城南1000米外的黄茶岭；与此同时，在湘江东岸，容有略率部冒死出击，又把已经占领机场的日军打了下去，随即亲自按下起爆钮爆破了机场跑道。但方先觉并没叫他们马上撤回西岸。第190师本来就1000来人，其中战斗人员只有800多人，孤军悬于东岸，随时有覆灭的可能，军心由是不稳，但师长容有略不敢向方先觉诉苦。副师长潘质则给预10师师长葛先才打电话说这件事，葛先才亦认为，一旦日军用火力控制了湘江，第190师就完全回不来了，不是被全歼，就是像暂54师那两营一样，一路向南溃去。
葛先才给方先觉拨了电话，把自己的担忧告诉了方先觉。
方先觉：“你的意见呢？”
葛先才：“这一战重点自然在西岸，还是应该收缩防守。如果把190师孤军悬在东岸，恐对我军不利。再者说，已有飞机场暂54师的前车之鉴了。”
方先觉立即咆哮道：“穿上了军衣，遇上了敌人，就该死战，还有什么地域之别！东岸守得住守不住，我并没有重视，我只要190师每个士兵杀两个敌人！才能算是尽到了他们职责。否则的话，这种作战不力的部队丢了也罢。”
方先觉发起火来，葛先才还真是含糊，慌忙说：“军长说的是，军人都应该有杀敌的勇气和职责。可是军长，这一战，我们兵力实在太少，捉襟见肘，东防西设，兵力分散了，就会处处薄弱，被敌人各个击破，有违用兵之道啊。再者说，190师能在东岸杀敌，撤回西岸也照样能杀敌。他们撤回来了，就融入了整体，有了心理上的依靠，斗志更当强过在东岸，‘气壮’是战斗致胜的资本啊。”
葛先才见方先觉不语，继续说：“军长既不在乎东岸的得失，那就放弃东岸吧，把190师撤回来，这也没有违背军长的企图。撤回后，军长对他们师以一命换敌两命的要求，我来担保。再则，190师撤回西岸，把第3师次要的阵地拿出一部分交给容师长防守，这样的话第3师还能多控制一点机动部队。”
方先觉：“先才！你能保证190师的兵以一命换敌两命的战绩吗？！”
葛先才：“军无戏言，用我的人头担保。万一他们师杀敌人数不符，我预10师多杀些敌人，弥补差额，总该可以交差了吧？”
方先觉：“我不能朝令夕改，下达该师西撤的命令。190师交给你处理吧。”
葛先才：“好！谢主隆恩。”
方先觉说：“你这张嘴啊，我说不过你，总之你说的话要算数！”
后来，葛先才在《长沙、常德、衡阳血战亲历记》中追忆：“说实话，万一190师所杀之敌未能达到军长要求时，军长也不至于要我的人头。我之所以用人头担保者，乃利用这时机来激励190师官兵斗志。军长沙场老将，又好像我们有默契，一点就透，知我心意之所在，顺水推舟，接纳了我的请求，勉强算是一个‘苦肉计’。方军长和我，十余年战场生涯事，为达成目的，对内，真的、假的、软的、硬的，全部出笼，经常真戏假唱，我二人联手作战，通力合作，故我以战场老搭档称之。”
铁路桥爆破后，军部事先准备了两艘渡轮。在葛先才的布置下，撤退计划和火力掩护周详，加上驾驶两艘渡轮的衡阳舵手和船员毫不畏惧，在弹如雨发的湘江上来回往返，最后使得第190师在东岸的部队安全回到西岸，没叫一个伤兵掉队。一艘渡轮的舵手被日军的子弹射穿左耳，仍拼命掌舵，对副师长潘质说：“我流这点血自以为荣，拼着这一条命，也要将东岸的部队全部运送至西岸。”
鉴于再分兵据守机场已无意义，方先觉亦于当晚下令，叫饶少伟暂54师回渡到西岸，担负沿江警戒的任务。容有略第190师则协助预10师守备城南阵地，后来果然打得顽强。
第68师团另一部即志摩源吉旅团南下衡阳时走的是湘江西岸，此时经衡山，渡草河，6月27日晨，迂回到衡阳西北小西门外距城垣900米的青山街附近（像第58、68这样的丙级师团，由独立混成旅团扩充而成，建制上没联队长，师团长下面是两个旅团长，每人直辖四个独立步兵大队，每个大队辖五个步兵中队，总兵力15,000人左右。关于辖五个而非四个步兵中队这一编制见鱼住孝义《大陆殿兵团》）。
一直在湘江西岸前进的岩永汪第116师团主力，6月27日拂晓时迂回到衡阳西面，距城垣仅1200米。先期到达的是这个师团的和尔基隆第120联队、第109联队饭岛克己大队（主力留驻湖北公安藕池口），黑濑平一第133联队正从湘乡向衡阳转进途中。其中，饭岛大队在小西门和大西门之间的瓦子坪进入攻击位置；和尔联队出现在西禅寺前沿阵地范家庄、虎形巢和张家山阵地外翼，进入攻击位置。
占领湘江东岸飞机场的第68师团一个独立步兵大队，开始修复机场，并沿江设置炮位。
第34师团针谷逸郎支队正沿湘江东岸南下中。
就这样，日军由北经西至南，呈半圆形把衡阳包围了。
日军计划在6月28日发动总攻。但在26日，第68师团以主力攻打五桂岭，一部攻打停兵山和高岭。预10师第30团第7连连长张德山，以两个排扼守停兵山，一个排扼守高岭，对攻打五桂岭的日军进行猛烈侧击。第68师团不得不集中兵力掉头主打高岭和停兵山。激战中，高岭上的李建功排长与全排战士尽皆殉国。
这一天，坐镇于五显庙师部的葛先才突然接到张德山直接打来的电话。
张德山：“报告师长！我空军有一架战机迫降在敌我之间的区域，如何处理？”
葛先才：“飞机摔坏了吗？有没有起火燃烧？”
张德山：“都没有。”
葛先才：“飞行员呢？”
张德山：“在机舱里没出来，不知情况如何。啊！师长！敌人已向飞机冲来。”
葛先才：“你立即用火力进行封锁，不叫鬼子靠近飞机！不惜任何牺牲，把飞行员救出来！进展情况随时报告，我马上派人用迫击炮压制攻击飞机的敌人。”
随后，葛先才先给炮兵营长张作祥打电话，令其进行炮火压制。
过了一会儿，张德山的电话又打来：“报告师长！已救回飞行员。飞机迫降后，飞行员晕眩，没能立即出机舱，人没受伤。抢救战斗中，我排长一名并两名士兵阵亡，一人受伤。”
飞行员来自到衡阳助战的中美混合空军的一个中队，因被日军高射机枪击中而迫降在停兵山下。这名叫陈祥荣的飞行员被抢救下来后，被安全送入衡阳，方先觉令其担负起守军与空军的联络任务。
6月27日，停兵山已被日军包围，经过一番血战，连长张德山身边只剩下十几个人了。至傍晚，在碉堡里，张德山给葛先才去了最后一次电话：“本连官兵决定在这个据点上与鬼子拼个同归于尽，只是以后再不能聆受您的教诲了，再不能目睹您的尊颜了。”
葛先才说：“张德山！你要听我的话，要是敌人攻势太强，可以放弃据点，撤回主阵地！我现在就给你的团长打电话，叫他用火力掩护你撤退。”
张德山说：“师长！不必了。我战死，一是报国，一是报答师长这些年来爱护栽培之恩。这样结束此生，公私咸宜。我母亲去得早，老父有二胞弟赡养，我这一去又可侍奉母亲了。现在敌人太多，还好我弹无虚发，已经杀了个痛快。我宁愿敌人刺刀插入胸膛，也不愿意在撤回途中，敌弹从背后射入。就算能撤回主阵地，还是要跟鬼子拼死！我就不舍近求远了。但请师长放心，预10师没孬种，7连官兵虽然全体阵亡，但敌人已经付出数倍于我的代价！现在我只有一个愿望，这支木壳枪还有60发子弹，希望它们能全数射出。敌人冲上来了！”
葛先才心头一疼，连叫了两声“张德山”，电话那边已经没了反应。
葛先才愣了一会儿神，打电话给团部设在萧家山后身的第30团团长陈德坒，问：“你现在告诉我张德山连据点的情况！”
陈德坒说：“正激战，白光一片！从光焰判断，敌我越来越近。我恐误伤自己人，暂时没法火力支援，但团迫击炮连正在打敌军的后续部队，超越据点发射中。”
葛先才说：“张德山连，我曾命令其放弃据点撤回，要是有官兵撤回，主阵地立即用火力掩护！”
不到半个小时，陈德坒的电话打来：“师长！枪声停了，敌人已经登上高地，张德山连官兵没有一个退回来，全部殉国了。”后来，第30团团副项世英告诉葛先才，说他亲眼遥望到张德山在白刃战中死于日军的军刀下。
张德山是河北人，行伍出身。当初葛先才做团长时，张德山是他的传令兵，因作战勇敢且善于带兵，被葛先才提拔到连长。
葛先才悲从心起，说：“陈团长！你听着，你马上叫团迫击炮连截断高地上鬼子的后路，不让他们撤走！我现在就令炮兵营轰击据点，用炮弹将上面的地皮全翻过来。张德山连阵亡官兵全部‘铁葬’，也要据点上的鬼子全部陪葬！”
攻上停兵山的鬼子，在猛烈的炮火下，一时间断肢横飞。
6月28日拂晓5时，连续的炮声猛然响起，方向是来自日军这边的。半个小时后，日军对衡阳外围阵地发起第一次总攻！这两平方公里的弹丸之地由此成为血海尸山。前一天晚上，周庆祥第3师一个营放弃扼守的草河北岸警戒阵地，撤回南岸主阵地并炸断草桥。当天日机炸断了衡阳西南35公里处白鹤铺铁路桥，李玉堂想要指挥黄涛第62军驰援衡阳时，就遇到了困难。
日军开始总攻后，衡阳两军态势如下：
从北经西往南：
佐久间为人第68师团志摩源吉旅团攻第3师方人杰第7团扼守易赖庙前街、青山街；
岩永汪第116师团第109联队饭岛克己大队攻同由方人杰团扼守的瓦子坪、杨林庙；
第116师团和尔基隆第120联队攻预10师朱光基第29团扼守的西禅寺前沿阵地范家庄、虎形巢、张家山；
第68师团太田贞昌旅团攻陈德坒第30团和容有略第190师残缺的一个团（重点保持在江防）扼守的机修厂、军舰高地、江西会馆、五桂岭、141高地、枫树山。
主阵地打起来后，几个方向的日军部队长同时都一筹莫展。
一道又一道障碍、直上直下的人工断崖、交叉联动的步机枪火力、精准有效的炮火和密集阵般的手榴弹，令日军举步维艰。
意欲抢在第116师团之前攻入衡阳的第68师团长佐久间为人，在上午10点刚过，将师团司令部前推300米，登上黄茶岭西北欧家町高地，随即被枫树山上的预10师第28团迫击炮连连长白天霖（中央陆军军官学校15期，安徽桐城人）发现。
白连长这一年只有24岁。
1938年初考入军校15期炮兵科。此前，在桐城家乡做老师。
1940年夏毕业后，白天霖又先后在贵州都匀炮兵学校、陆军大学西南参谋班学习。
1943年，白天霖进入第10军，出来后的第一场战斗是驰援常德之战。衡阳是他的第二战。白天霖的经历是有代表性的：在战火中，弃文从武，考入军校，毕业后或进修一段时间，或直接拿着枪上前线。多年后，白天霖在方先觉、葛先才、容有略等人的支持下，编著有《抗日圣战中的衡阳保卫战》一书，是关于衡阳一役的精细战史。
白连长通过望远镜观察日军的进攻，看到其每个士兵的一举一动，跟其步兵操典、野战教范（战争爆发后，军委会曾下发日军步兵操典，供连以上部队长研究）别无二致。看着看着，他注意到几个鬼子的身影出现七八百米外的高地上。从他们的指手画脚中，白连长知道这不是一般的士兵，于是命令全连八门迫击炮同时开打，所有的炮弹都砸向欧家町高地。
炮弹腾空的瞬间，佐久间为人正好刚从后面登上高地，正当在他面前观察中国守军阵地的大队长转身向他敬礼时，迫击炮弹从天而降，两个人都