1944年初，日本为打通大陆交通线，挽救孤悬南洋的日军，纠集侵华日军主力，发动了“一号作战”，中方称为豫湘桂战役。衡阳会战是豫湘桂战役中最惨烈的一役。
1944年抗战相持阶段，陈纳德的“飞虎队”和他训练出来的中国空军，给日本空军造成了相当大的麻烦，中国空军的机场，当时湖南有三个（衡阳占两个）；香港沦陷已两年，日军已攻下广东全境，正打算北上；在缅印战区，孙立人将军也已经开始带部队活埋日本鬼子，引起东京大本营一片惊恐。日军为了打通大陆线，连接中国东部战区和东南亚战区，顺便推毁中国的西南机场，1月始，发动了“一号作战”，一路从河南打到湖南，6月，开始“湘桂会战”。衡阳作为交通枢纽，粤汉线和湘桂线的连接点，多条公路通往西南大后方，而且，衡阳机场作为中美空军的重要基地，一旦失守，空袭日本本土的轰炸机的就得退往桂林。
由是，日军必须攻下衡阳城。日军投入了3个机械化师团（日军一个师团就是一个军，一个师团满编1.6万人），6月初集结完毕，准备对国军展开闪电战。衡阳，将迎来暴风骤雨般的打击......守过台儿庄，在长沙第二、三次会战中表现英勇的第10军，被委以保卫衡阳的重任。在当时，第10军并不满员，只有两个半师，也就是16000人。
在日军进攻衡阳时，军长本是陈素农，因为前军长方先觉被调岗了----他跟战区司令长官薛岳闹掰了，不听薛岳的话。陈素农听说日军来势凶猛，胆怯，不敢赴任。薛岳又让方先觉返回第10军，方军长耍大牌不回去，薛长官只好告状给蒋校长。老蒋无奈，打了两个电话给方军长。第一个电话：“你个娘媳劈的，鬼子兵临城下，你还跟战区司令长官怄气？！”校长这个电话让黄埔好学生方先觉接过防守的枪。第二个电话：“守十天到两周，算你完成任务。”谁知方先觉回到部队，一口气守了47天！
衡阳虽然最终被日军占领，但这场战役震撼了日本高层。就在日军死攻衡阳时，在南洋的日军又在缅甸和塞班岛上接连惨败。重重压力之下，时任日本首相东条英机也被迫辞职。据官方统计资料，衡阳保卫战中国军人死伤1.5万人，其中7400人为国捐躯；而日军则付出了7万人死伤，其中4.8人被击毙。正是衡阳让日军付出了如此之大的代价，才被攻陷，因此这座城市也被认为是抗战期间日军最难以攻破的城市之一。
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