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没再向前攻击，此时城外日军亦停止射击，并稍微向后退却。
清晨时，葛先才接到方先觉的电话：“敌人已经接受停战条件，但敌人也提出了条件，要求我军解除武装。我已经答允。协定今天中午12时起，双方同时停止战斗。停战缴械的命令已经下达。你安排妥当后，来军部，我们军、师长齐集一地，任凭其处置。你不要自我摧残，个人生死荣辱当在所不计。能达到保全我近万名战士生命安全的目的，我也觉得如释重任，忧虑的心情也宁静下来。我军衡阳一战，自始至终，只要问心无愧，别人的想法、看法以及褒贬，那是别人的事。”
葛先才未答一言，只“嗯”了一声，随之泪下如雨。
放下电话后，葛先才对身边的人说：“衡阳完了，我军也完了，一切都完了。”随后把停战缴械的命令告诉大家。
葛先才对参谋们：“你们分别先通知五位团长及三位独立营长有所准备，命令随即送达。届时将武器留置阵地，官兵撤至城内休息。我官、民、兵未撤离阵地前，如敌向我阵地接近，则仍射杀之。”
8日上午，会汉语的第68师团作战参谋大阳军胜来到中央银行，带着聚集在这里的方先觉、周庆祥、葛先才、容有略与饶少伟前往城南五桂岭中正堂，见到第68师团长堤三树男。堤突然起身表示，第10军是投降，不是有条件停战，并告诉方先觉：他们药品也紧缺，是不可能帮助第10军伤员疗伤的。
方先觉力辩，自然无济于事。
这时候，横山勇派第11军情报参谋竹内实孝（衡阳开打前，曾奉命侦察侦察地形）从城北而来，后者转达了横山对顽强奋战47天的第10军的敬意：“中国军勇敢作战的情形，不仅此地的日本军深切体验，就连我天皇和大本营都有所耳闻。”
方先觉则希望日军遵守以下诺言，不得杀戮被俘官兵，对阵亡者予以安葬，第10军保留建制，官兵绝不离开衡阳。竹内代表横山勇应允。后来，东京的报纸称方先觉率领第10军投降并举行了仪式。30年后，方先觉在台北接受日本学者古屋奎二采访时，说：“我以军人的名誉发誓，没有那回事。”（古屋奎二：《蒋介石秘史》）
方先觉等人随后被日军软禁于城南欧家町天主教堂。
竹内望着方先觉等人的背影，对堤三树男说：“我听说黑濑部队长手下的大队长、中队长和小队长几乎全部战死，这是华南的旅顺之役。”（日俄战争，日军攻俄军扼守的旅顺要塞，伤亡6万多人，仅203高地一役就损失过万）
中午11点，衡阳的枪声完全消失。
衡阳一陷落，日本《读卖新闻》记者益井康一就进城了：“街上的建筑已经成了瓦砾堆，满街都是敌我的尸体，还有伤兵，连插脚的空隙都没有。在酷热的8月里，堆积如山的尸体已经腐烂，强烈的味道叫我不敢喘气。伤兵的伤口也在腐烂，上面爬满滚滚蠕动的蛆虫。在守军的一个野战医院里，有数百名士兵的尸体已经烂成一半白骨，整整齐齐地横躺着，排列成数行。”（《见证日中战争最后的大决战》）
森金千秋当时是第58师团士兵，是常德会战的亲历者，此次长衡会战攻破长沙和围攻衡阳之役也都全程参加，战后写下《常德作战：幻的重庆攻略》《湘桂作战：大陆纵贯两千里》和《华中战记：最后的败走》。按《湘桂作战：大陆纵贯两千里》记载：“从小西门到整个北城，已全部化为废墟。另外一半，也已经看不到完整的建筑。这是一座比常德毁灭得更为彻底的城市。多少年后，想起这次作战，我都会暗自庆幸：啊，我活着进入了衡阳。”
巷战是从西北攻入的第58师团打的，西南面的第116师团和南面的第68师团的士兵是洽谈结束后进城的。但是，说衡阳城发生过巷战，其实并非严谨的说法。从衡阳突围出来的一名军官对此作了解释：“谈不到巷战！因城内已一片瓦砾，看不见巷了。”预10师第28团第1营赵国民营长和第28团代理第3营营长翟玉岗都是在这看不到巷子的巷战中最后战死的。
日军《第68师团史》中的记载相同：“衡阳已是一片瓦砾，连一只老鼠也不剩，甚至鸟雀也被打伤，电线杆上的弹孔像马蜂窝。街市上铺设着通往各阵地的交通壕，阵地与指挥所之间，连接着无数的有线通信网络。走到哪里都是尸体，散发着恶味。地下病房里，还有数百名伤员因没有药物治疗在痛苦中受折磨。所谓胜败，不过隔了一层纸。”
8月8日午前，中美混合空军的侦察机飞抵衡阳上空，证实城已陷。
几个小时后，得知这一消息的蒋介石，在日记本上写下：“悲痛之切实为所来所未有也。”
下午时，中美混合空军的大批轰炸机出现在衡阳上空，对城中的日军进行了猛烈轰炸，此后每天都来两次。进入8月后，得到航空汽油的补给后，中美混合空军又活跃起来。8日的早上，横山勇得到第40师团的军情，称在祁阳通往衡阳的公路上，发现中国援军的坦克部队和车载高射炮部队，前锋已距离衡阳8公里。
这是彭璧生的部队。
闻听衡阳已经陷落，他们随后又回去了。
衡阳陷落前，部分第10军部队长和士兵潜行而出，第116师团第120联队在《血泪的记录：岚兵团步兵第120联队史》中写道：“他们中一部分藏身周围山野打游击，方先觉的贴身部下等人不忍远去，逗留衡阳城外，联络当地政府、游击队、老百姓，设法解救被关押的方先觉等人。”
其中，包括搜索营第1连连长臧肖侠。
在回忆录里，他这样说道：“余于最后之混乱状态中，率领残余士兵十余人，装扮伤者，化整为零，潜入花药山麓之破房内，将武器埋藏地下，挨过一昼夜的饥饿，利用夜暗，偷过敌人警戒线，进入衡阳西乡、长乐、罗洪庙一带山区，与地方武力结合，对敌展开数月轰轰烈烈的游击战……”
衡阳的大幕就这样落下了。
47天的战斗中，战死殉国的校级以上军官有：
徐声先中校，预10师第30团第2营营长，城西南市民医院附近无名高地；
余龙少校，预10师第28团第2营营长，城南枫树山；
李昌本少校，预10师第28团第3营副营长，城南五桂岭；
周国相少校，预10师第30团第3营营长，城西南湘桂铁路机修厂；
赵国民少校，预10师第28团第1营营长，衡阳城内西市区；
翟玉岗少校，预10师第28团第2营副营长、代理第3营营长，衡阳城内西市区；
许学起少校，第3师第7团第1营营长，城西北易赖庙前街；
孙虎斌少校，第3师第9团第3营营长，城西南虎形巢；
谢英少校，第3师第7团第2营营长，城西杜仙庙；
穆鸿才少校，第3师第7团第1营副营长、代营长，城西北易赖庙前街；
邹亚东少校，第3师第8团团附、第7团第1营代营长，城西北易赖庙前街；
鞠震寰上校，第3师第9团附团长、第7团代团长，城西青山街；
王金鼎少校，第3师第7团团附、第3营代营长，城西青山街；
苏琢中校，第3师第8团第2营营长，五桂岭；
赵培孚少校，第3师第8团第2营代营长，五桂岭；
李适中校，第190师第568团附团长，衡阳城北阵地；
刘家城少校，第190师第568团第3营营，衡阳城内北市区。
衡阳一战，葛先才预10师伤亡最重。周庆祥第3师整体上虽没预10师伤亡惨重，但其第7团为亦创下抗战爆发后正面战场一记录：47天血战中，第7团团长鞠震寰阵亡；所辖第1营先后三任营长全部阵亡，他们是许学起、穆鸿才、邹亚东；第2营一任营长谢英阵亡；第3营营两任营长李桂禄、王金鼎先后阵亡。更多的战士没留下名字，却以血肉之躯化作衡阳的一草一木，永远地留在了湘江边的这块土地上。
现在要说的是，抗战八年中，在正面战场，中国军队取得胜利的大战，有台儿庄、万家岭、上高、五原、第三次长沙、雪峰山、松山、腾冲、龙陵等役。在以上几役，中国军队虽然取胜了，但具体到伤亡人数，仍是多于日军的，尤其是像松山、腾冲两战，名副其实的惨胜。在死伤交换比上，中国军队占上风的，只有1944年盛夏的衡阳一役。在战前，衡阳守军共计18,000人左右。横山勇致东京陆军参谋本部次长秦彦三郎和中国派遣军总参谋长松井太久郎的电报称：中国守军遗尸4100具，日军掩埋的另有1000多具。葛先才回忆，战死6000多人，这也是重庆军委会的数据。实际阵亡数字可能到不了6000人。衡阳陷落后，日军作了详细统计，俘虏守军13,306人。这些人里，轻重伤员有7000多人，非伤员6000多人，其中将近一半是辎重兵、通信兵、卫生兵、勤务兵等非战斗人员（此外，衡阳陷落后，应还有千人以上的民工）。
再来看一下日军的伤亡。
先看47天哪些日军参加了围城战：
第116师团第133联队、第120联队以及第109联队一个大队，第68师团全部，第34师团针谷支队（以一个步兵联队为基干），还有后来参战的第58师团、第11军直属野战重炮联队和独立山炮兵第5联队。此外，第13师团伊藤联队和炮兵在湘江东岸进行火力支援，虽未直接参与进攻，但不应将之排除在围城部队。从新墙河到衡阳城下，以上诸部队在相关战斗中自然有减员，但损失不多。依此估算，参与衡阳围城的日军在6万人左右，是守军的3倍多。
日军之伤亡是惨重的。
森金千秋在《湘桂作战：大陆纵贯两千里》记载：主攻部队第68师团和第116师团在8月4日第三次总攻前，还剩下编制的十分之一。在《血泪的记录：岚兵团步兵第120联队史》里，参战联队长儿玉忠雄的回忆是：该联队在8月8日占领衡阳时，只剩下将近不到400人。一个步兵联队满员3000多人。黑濑平一第133联队，则有一个确切的数字，占领衡阳时，只剩下331人。（见《步兵第133联队史》）以上数字包括轻伤员。剩下331人，并不意味着这个联队的其他人就都被消灭了。从新墙河到衡阳城下有一些损耗，重伤员则运往其后方野战医院（攻打张家山的小熊少尉就一度执行护送任务）。但即使如此，第116师团的这俩难兄难弟般的联队也都被打残了。
伊藤正德在《最后的帝国陆军之死斗篇》中记录下的衡阳日军伤亡数是19,380人，其中阵亡1万人。军官受伤910人、阵亡390人。
按葛先才回忆，抗战胜利后，他奉蒋介石之命，去衡阳收集第10军将士的遗骨，过长沙遇到第10军老军长、第27集团军司令官李玉堂。李告诉葛，他曾问过多名日军师团长，衡阳一战，日军到底死伤多少，皆答：48,000多人。这个数字未必不具有真实性。衡阳战事结束后，东京大本营往中国前线补充20万新兵，这个记载来自佐佐木春隆的《大陆纵贯之一号作战》。其中，10万新兵直接进入第11军。从这个侧面可以推测日军在衡阳的巨大伤亡。伊藤正德就曾说过：“衡阳之战的真相被当时的军方隐瞒，使得日本国内的人们被蒙蔽，迄今不知其地名者仍大有人在。衡阳战，如欲令人瞩目，可称之为‘华南的旅顺之战’。此种比喻虽稍嫌夸张，但称之为中日八年之战中唯一凄苦而值得纪念的攻城战则绝对准确。”
另外，衡阳战期间正是最酷热的6、7、8月份，当时日军中已经出现恐怖的霍乱病人。在战斗结束的8月8日，日军的战死数已经近万人。在8日之后，因战伤和战病导致的新死亡数不会太低。按日军第27师团中队长、后来的历史学家藤原彰在《中国战线从军记》里的回忆，在整个“一号作战”中，由于战事连绵、天气糟糕、医疗简陋，日军的战病死人数是惊人的。
通过综合分析，日军因衡阳战而死亡的总人数有可能达到15,000人（直接战死、战伤死、战病死），即使达不到这个数字，最保守的万人也已超过武汉会战后正面战场的任何一次会战中的死亡数，包括半年多以后的最后一战雪峰山会战（雪峰山会战，中国军队投入了最精锐的第74军、第18军、第100军、第73军等部队，当时大多数部队已是美式装备了，不少士兵都拎着冲锋枪作战）。
衡阳第10军的杀伤力着实令人瞠目和激赏。
因为以前的时候，在正面战场，中国士兵付出至少五六条命的代价才能搏杀一个鬼子，前提还是兵力为日军的四五倍。在衡阳，面对三倍于己的敌人，一名第10军战士牺牲时，平均下来就已消灭了两个鬼子（葛先才实现了当初向方先觉的保证），这也是战争结束后日本第11军老兵提起衡阳就不寒而栗的原因。正如其战友会在1986年方先觉去世三周年的拜祭悼词说的那样：“直到现在，原日本军人当中还传颂着衡阳战场上中国军队苦战的精神，聚会时，总是异口同声地称赞守军的勇敢和各级指挥官的出色指挥。战友会上，不说上几句赞美方将军的话就不会散会。”
此外，在正面战场，对守城这件事来说，两三天陷落是常态，而衡阳的47天实在是个奇迹。所以当年的《扫荡报》上有这样的评论：“就时间算，衡阳阻敌47天；若就消耗敌实力，挫折敌锐气算，衡阳阻敌何止47天！”
后来，葛先才从衡