薛岳接到楊森報告後，擔憂這股日軍與湘北日軍形成對第15集團軍的夾擊，速調第8軍前往增援，同時命令湘鄂贛邊區游擊總指揮樊崧甫，以大湖山、九宮山方面的部隊由南向北尾擊並由東向西側擊日軍。因中國軍隊在外線居高臨下，占據了有利地勢，日第33師團進入汨羅江上遊河谷後前進困難，加上楊森各部在薛岳的嚴令督飭下拼死命阻滯，使粕重太郎始終未能與湘北日軍主力會合。
　　再說湘北正面戰場。薛岳和關麟征將部隊從新牆河一線，撤至汨羅江南岸後，準備利用既設陣地進行抵抗。但薛岳同時想到，如果各部隊死守該線，還會給日軍造成聚殲的機會，莫如邊抵抗邊撤退，把因連續進攻已有重大消耗的當面之敵誘至長沙郊區，或可全殲這股兇悍的日軍主攻部隊。
　　這一點，遠在重慶的蔣介石似乎也想到了。當他接到薛岳關於在“長沙郊區與敵決戰”的方案報告後，立即首肯並電示薛岳：“着準備6個師兵力，位置於長沙附近，親自指揮，乘敵突入長沙之際，側擊而殲滅之。”
　　薛岳得令，指示第52、第70軍各留兩團兵力在汨羅江陣地阻擊掩護，其餘部隊全部退到長沙附近及以北地區。此時，贛北和鄂南戰場的中國軍隊也阻滯了日軍第101、第106及第33師團與湘北日軍會合，薛岳覺得圍殲湘北正面戰場上日軍主攻部隊的時機更成熟了。於是，他將戰區司令部緊急擬制出的《在長沙以北地區誘敵殲滅戰之指導方案》通曉各部：“……戰區以一部埋伏於福臨鋪、橋頭堡附近及其以北地區，以有力部隊控制於金井及福臨鋪逸東地區，俟敵進入伏擊區域，突起包圍敵人而殲滅之。”
　　同時，他將戰區部隊劃分為野戰、警備、決戰、預備兵團四種，並規定各兵團任務：1．野戰兵團以游擊戰術，破壞敵交通、通信，襲擊敵輜重，斷絕敵補給，以達尾擊之任務。2．警備兵團，以逐次誘擊，節節抵抗之戰法，達成誘敵至我伏擊區之任務。但敵如前進迅速，則必須遲滯其行動至一周以上，使其攜行之糧彈用罄為止，而後歸還為決戰兵團之預備隊。3．決戰兵團之伏擊部隊，運用伏擊戰法，先按其入伍前之職業及個性，分別化裝為士農工商，潛入伏擊區，俟敵進入後，突起猛襲，捕殺敵各級指揮官，破壞敵通信，使敵混亂，不能作有計劃的行動，積極協同我側擊部隊，內應外攻，以達成殲滅戰之任務。4．決戰兵團之側擊部隊，以側面攻擊之戰法，乘敵遭我伏擊混亂之際，猛力側擊包圍敵人，以達成殲滅戰之任務。5．預備兵團以要點防禦戰法，達成守備後方要點之任務；如決戰失敗時，所備之要點為新陣地之骨幹，於決戰兵團要加強力量時，仍可使用於決戰方面。
　　薛岳早在北伐戰爭和屢次與紅軍交戰中，就深知民眾在戰爭中的偉力。他在該指導方案中，特別重申了會戰前所制定的民眾組織、交通、通信、城垣破壞及物資藏匿的方法：
　　民眾組訓方面。第一，將戰地民眾以保為單位，分別組為偵探、交通、救護、輸送、宣傳、慰勞等隊，並分別授以偵探、通信、道路破壞、修築、看護、輸送等常識；第二，當日軍進入戰地時，所有青年壯丁男女均分任偵探、交通、救護、輸送、宣傳、慰勞等工作，老幼者一律離開公路、鐵路及驛站30華里以外山中安全區內，使敵深入後，不見一人，如盲人瞎馬，無從探悉我軍情況及交通狀況。
　　發動民眾對交通、通信及城垣進行破壞。第一，將預定作戰區之公鐵驛路徹底破壞，使之通塘、通河、化田、蓄水、還山；第二，部隊轉進時，將通信迅速撤收，或徹底破壞，使敵不能利用；第三，將預定作戰區之城垣徹底拆除，使敵占領後，毫無憑藉。
　　動員民眾實行堅壁清野。將預定作戰區之物資，竭力向後方疏散；民眾之必需品，亦須藏匿至距公鐵、驛路、水路30華里以外之安全山中，使敵深入後，一無所獲。
　　方案下達後，薛岳將自己的指揮所由長沙遷至株洲，只等岡村寧次來鑽。
　　最先與日軍接火的還是關麟徵集團軍所轄的第52軍。
　　9月26日晚，該軍第195師開往福臨鋪進入伏擊陣地，準備在這裡阻滯日軍以掩護主力撤退。次日中午，師長覃異之派出便衣偵察敵情，即與渡過汨羅江的日軍第6師團先頭部隊遭遇，便衣隊長犧牲。傍晚，日第6師團大隊人員到達福臨鋪附近。
　　28日清晨，當淡淡的霧氣消散之後，在掩體裡露宿了一夜的官兵們剛剛醒來，便聽到一陣清脆而紛亂的馬蹄聲，他們忙抬頭望去，只見日軍步騎兵組成的搜索隊正逼進陣地。
　　官兵們起身一通猛烈掃射，日軍頓時人仰馬翻。個把小時後，又一個聯隊的日軍趕到，向第195師陣地發動進攻，激戰到下午兩點多，仍未突破守軍陣地。
　　惱差成怒的稻葉師團長，再次增兵向對方陣地分頭攻擊，並按照日軍步炮空協同作戰的戰術，架設大炮轟擊並喚來飛機助戰，但仍然沒有看到自己的部下占領陣地。
　　他指揮日軍以同樣的攻擊方式進攻其他陣地，儘管造成了守軍的重大傷亡，但始終沒有擊潰對方。
　　當晚，覃異之師長率隊主動撤退到上衫市一線，日第6師團跟進追擊，又遭到罩部伏擊，被殲700餘人。但上杉市還是被該師團占領。
　　30日上午，稻葉四郎中將令工兵在撈刀河上架設浮橋，渡河中，師團大部分人馬雖被阻擊於北岸，但仍有兩個聯隊衝到南岸，並直撲長沙以北60華里的永安市，擊潰守軍後將該城占領。這是日軍自湘北南侵，所達最遠的地方。日軍自新牆河北岸開始攻擊，進軍的直線距離達260華里以上，長沙以北的湘北地區，大部為其占領，但沿途不斷遭到中國軍隊的阻抗、伏擊，損失頗重。中國軍隊不再死守陣地，而是採取且戰且退較為靈活的方式。日軍原定“捉捕敵軍第9戰區主力部隊，將其殲滅於湘贛北部平江及修水周圍地區”的作戰計劃，顯然也成泡影。
　　岡村寧次是日軍高級將領中有名的“中國通”，就任第11軍司令官以來，也潛心研究了他的主要對手第9戰區部隊的諸方面特點。但是，有一點卻不曾被他所真正認識，那就是湘北戰區中國老百姓的力量。千千萬萬的中國民眾在當地政府和中國軍隊的組織下，把新牆河至撈刀河之間廣大地區上的公路和馬路翻成了新土，將這一地區的鐵橋、木橋甚至石頭橋也炸了個精光。他的部隊進攻得越遠，運送補給就越困難；而就地搜尋給養，又因當地百姓堅壁清野，幾乎使日軍什麼也得不到。他不明白中國腹地湖南省老百姓的性格。此戰結束後，他返回武漢忙中偷閒捧起了神田正雄著的《湖南省要覽》，其中對“湖南人之性格”一節親自摘錄如下：自尊心強，排外思想旺盛，富於尚武風氣，信仰釋、道，篤於崇拜祖先，淡於金錢，反抗心理強，迷信思想深，有嫉妒、排擠風氣，多慷慨悲歌之情……
　　不考慮當地社情、民情的因素就採取行動，歷來是進攻者的大忌。這一點，他犯了一忌。
　　同時，他還過於低估中國軍隊的力量了。岡村是攻打武漢的主將，他認為經過武漢會戰後，中國軍隊戰鬥力已日趨下降，不堪一擊了，南昌攻防戰就是一例。在制訂這次戰役作戰計劃時，他的作戰課一反通常以一個聯隊等於中國軍隊一個師來計算戰鬥力“的穩妥做法，竟然以為一個大隊（相當於中國軍隊一個加強營的人數）就足對付得了對方的一個師。從以往作戰實踐看，雜牌軍一個師確實很少能打敗日軍的一個大隊，但是這次湘北正面戰場上參戰的中國軍隊，幾乎均是中央直系軍隊，官兵素質和裝備糧響遠勝過雜牌軍。對作戰課的失誤，岡村發牢騷說：“本會戰期間，最早任軍司令部作戰主任參謀的宮崎周一大佐調任去了北滿，自第11軍建立以來，曾參與本軍作戰的幕僚，至此已全部調走，使我有不勝寂寞之感。”而那些補缺進來的新手，驕橫有餘，穩妥不足，岡村也有失察之責。
　　下一步該怎麼辦？日軍主攻部隊已越過了中國軍隊號稱堅固的新牆河、汨羅江防線，占領了湘北廣大地區，他岡村的指揮刀可以直指長沙城了。但是，贛北、鄂南的兩路助攻部隊始終未能與湘北部隊連接成線，而湘北主攻部隊的後勤補給線又幾乎被切斷，尤為嚴重的是中國軍隊步步南退長沙，顯然是在有秩序地退卻集結。
　　咸寧戰鬥指揮所內，岡村整日思索着，目光久久地停留在軍用地圖上，一個口袋的形狀突然呈現在他精明的腦海之中，他這時猛然醒悟，對方已設下圈套讓自己鑽。薛岳且戰且退，是以長沙城為誘餌、為中心，擺開一個口袋陣，正張大口要吞噬他的精悍之師。
　　10月5日，岡村竭力克制着悵然若失的情緒，下達命令：“全線撤退！”
　　狡猾的狐狸最終沒有鑽進獵人設下的圈套，令興師動眾的薛岳在長沙城下空等了一場。
　　10月7日，岡村將咸寧指揮所撤回武漢，所有部隊也都紛紛返回會戰前的駐地。其中，湘北的第6師團回到新牆河北岸陣地，與跟進來的中國軍隊依然呈夾河對峙狀態。
　　歷時近1個月的第一次長沙會戰究竟誰勝？誰敗？中日雙方當時即有截然不同的說法。岡村在其回憶錄中，連把此次會戰冠之以“長沙會戰”名稱，都認為是不準確的。他說第11軍的作戰原案中並沒有一定要占領長沙，而是在贛江與湘江之間打擊中國軍隊，順利的話則適情況攻占長沙，因此，如何有他兵敗長沙一說？在他那裡，這次會戰被稱為“贛湘會戰”，並認為他是勝利者。
　　如今，流逝的歲月已使人們對戰史的評論愈益公允和客觀。著名民國史專家張憲文主編的《中華民國史叢書·抗日戰爭正面戰場》一書中寫道：“……此次會戰，從日軍進攻開始，至日軍主動撤退告終，戰場全局的主動權基本上操之於日方。中國方面參戰的有32個步兵師、3個挺進縱隊，約24萬人；日軍參戰的有4個師團、2個步兵聯隊、2個炮兵聯隊、1個工兵聯隊，共約10萬人，並有海空軍配合。戰鬥結束時，中方傷亡、失蹤達40293人；估計日軍傷亡約3萬人（此是中方宣布的數字，日方公布僅傷亡3600人——作者注），物資損失雙方均嚴重。戰鬥結果，兩軍都回到原有陣地。因此，就會戰局部而言，雙方未分勝敗。但從抗戰的全局而言，卻是對中方有利。日軍要消滅第9戰區主力的目的未達到，反而消耗了自己不少兵力和武器，並退回原陣地。而中國方面判斷日軍將進攻長沙，為此作好了‘萬一長沙不守’的多種準備，故將日軍未能攻到長沙而退卻視為勝利。”
　　當時在第9戰區司令長官部參謀處任作戰科長的趙子立先生，也撰文認為：“此次會戰，據實而論只能算是一個平局。”但這一仗使日軍上層認識到中國軍隊不可侮，“中央直系軍隊的戰鬥力，尤其中堅軍官強烈的抗日意識和鬥志，絕對不容輕視，而且可以看出其中央的威令是相當徹底的”。
　　在日本軍隊的戰爭辭典里，與支那軍作戰打個平手就等於是失敗。當重慶的宣傳機器開足馬力，一浪高過一浪地慶祝“長沙大捷”、薛岳等人頻頻在各界祝捷會上風光亮相的時候，岡村卻懷着一臉愁緒，呆在武漢等着東京大本營對自己的轉任安排。再說，華中派遣軍撤消後，新成立的中國派遣軍司令部成了第11軍的直屬領導機關，西尾壽造和坂垣征四郎成了岡村的頂頭上司。論資歷，他與坂垣是陸士的同期生，在關東軍時也一直比坂垣的職務高；論年齡，坂垣還比他小一歲。尤其是近年來，他倆私人關係不睦，坂垣任陸相時幾次給他做過手腳，包括這次會戰，也是坂垣以派遣軍新任總參謀長的權勢，壓他變更作戰原案，擴大了進攻部隊的兵力和作戰規模，令他不大不小又丟了一次臉。他不想繼續當這個軍司令官，尤其不願呆在坂垣的手底下幹了。
　　1939年馬上就要過去了。轉年3月9日，岡村接到了回國轉任軍事參議官的調令。啟程前，他於17日對集中在軍司令部的大佐以上軍官致詞告別：“我任第11軍司令官21個月，領導過幾次大規模作戰，積累了寶貴的經驗。雖然人們都對我表示慰勞，但我本身並無特別辛苦可言，主要是仰仗了為我信賴的眾多優秀部下的勞績。唯一的遺憾是未能摧毀敵人的抗戰企圖，卻將眾多官兵留在戰場而離去，這是一種‘聖戰未息，殘軀獨歸’的心情。對攻打武漢以來，本軍總計數萬官兵陣亡、負傷之事，將終生縈迴於我的腦海中。我將一生堅持對陣亡者表彰追悼……”
　　接下來，眾官自是一番“拜託啦”、“請多關照”之類的日本式客套。次日，岡村又到南京向西尾和坂垣寒暄辭行，然後乘飛機返回日本。
　　軍事參議官是日軍高級職務中諮詢和顧問性質的職務，位尊而無實權，是個閒差。按日軍慣例，它有時是安置勞苦功高而又將退役的高級將領，有時又是高級將領被賦予更大責任前的過渡性職務。