據(jù)徐永昌稱，蔣介石對(duì)他的敵情判斷將信將疑，但對(duì)他所提努力打擊日軍的主張則表示同意。長(zhǎng)沙失守后，白崇禧主張放棄在長(zhǎng)沙、衡陽(yáng)之間拼命抵抗，將防守衡陽(yáng)的兵力調(diào)往桂林，著手桂林防衛(wèi)戰(zhàn)。徐永昌則主張，下一階段仍要在長(zhǎng)沙、衡陽(yáng)正面作持久抵抗，兩翼則相機(jī)與日軍展開(kāi)決戰(zhàn)，以消耗日軍，打擊其僥幸心理。徐永昌的意見(jiàn)被蔣介石采納。

自6月下旬至9月初是湖南會(huì)戰(zhàn)的第二階段。日軍總結(jié)第一階段的戰(zhàn)果稱：“自開(kāi)始作戰(zhàn)以來(lái)，第11軍雖力圖殲滅第九戰(zhàn)區(qū)軍的主力，但敵軍大部回避與我決戰(zhàn)，尤其是敵軍退避到了東面山岳地帶，如不將其殲滅，對(duì)第二期作戰(zhàn)向桂林、柳州方面進(jìn)攻，則很難保證不留有后患。”為此，日軍的戰(zhàn)略構(gòu)想是：為了下一階段攻取桂林、柳州，要在這一階段的作戰(zhàn)中盡量殲滅中國(guó)軍隊(duì)，為此，設(shè)法引誘中國(guó)軍隊(duì)采取攻勢(shì)。

衡陽(yáng)地處粵漢與湘桂鐵路交會(huì)處，是進(jìn)入桂、黔、川、滇四省的門(mén)戶；湘江連接長(zhǎng)沙與衡陽(yáng)，是南北交通之要道。日軍估計(jì)進(jìn)攻衡陽(yáng)時(shí)，中國(guó)軍隊(duì)將會(huì)全力展開(kāi)攻擊。為此，日軍計(jì)劃在攻取衡陽(yáng)的同時(shí)，以主力搜索圍殲對(duì)日軍側(cè)攻和前來(lái)增援的國(guó)軍，重點(diǎn)擊潰湘東山區(qū)的中國(guó)第九戰(zhàn)區(qū)主力。

國(guó)軍在第二階段的戰(zhàn)略是：中間防堵，兩翼夾擊，置主力于湘江之東西兩翼，實(shí)施正面阻止，側(cè)背猛攻，戰(zhàn)略上與前一階段沒(méi)有大異。在此期間，國(guó)軍只以1個(gè)軍用于衡陽(yáng)防守，而東西兩翼則先后投入了約13個(gè)軍以上的兵力。

6月20日，蔣介石電令各兵團(tuán)以阻敵深入、確保衡陽(yáng)為目的，從東西兩翼夾擊日軍。具體的戰(zhàn)略部署是：中央以一部于淥口、衡山地區(qū)持久抵抗，東翼主力由醴陵、瀏陽(yáng)向西，西翼主力由寧鄉(xiāng)、益陽(yáng)向東，夾擊深入之?dāng)扯鴼灉缰?/p>