第五十二军军长张耀明令第二十五师进行反攻，同时又给第二师增拨一个旅的兵力，让师长赵公武亲自率领去阻止日军南下。
于是，双方在新墙河边再度展开激战。
日落时分，双方仍在新墙河一线对峙着。
薛岳将军于长沙会战与幕僚深夜，薛岳的战区长沙指挥所里灯火通明。
薛岳点名留下的参谋处副处长赵子立正在根据高参曾举直、军务处长贺执圭以及炮工兵指挥官王若卿、蔡时雨和参谋人员的意见，提出对策。
赵子立用手指了指地图上长沙外围的空间说：大致的对策有三种意见：一、应当按照原定的方案作战，这就是新墙河不守，在汨罗江之线，利用既设阵地与敌决战。
二、利用纵深地带逐次抗战，依战况的推移，再视情况而定。
三、将敌诱至捞刀河以南，左翼依托湘江，右翼依托浏阳大山，在长沙外围与敌决战。
薛岳的目光长时间地停留在地图上，良久，他转头问赵子立：你认为取何方案?我倾向第三个方案。
赵子立说。
薛岳在地图前停留很久，然后坚定地说：对，长沙、岳阳之间的交通已经被我彻底破坏，应该诱敌至长沙郊区采取反包围与敌决战。
想了想，他说，先向委员长报告裁定后再决定。
给蒋介石的电报发出后，薛岳接通关麟征的电话，得知日军又开始了猛烈的进攻。
原来，冈村宁次见新墙河一时难以突破，便采取迂回战术，绕过新墙河，派军舰从洞庭湖运一支部队直接登陆营田，抄新墙河防线的后路，然后两面夹攻，吃掉国军五十二军。
９月22日晚，日军上村支队依计而行，在岳阳登舰启航，进入洞庭湖，借着夜色，隐蔽向南航行80公里，在汨罗江口的营田附近实施登陆。
次日６时20分，冈村宁次见营田得手，命其正面主力开始总攻。
天空升起了两个红色的气球，即是敌人为其炮兵指示目标而放出的。
紧接着，炮火铺天盖地而来，一层一层地向前延伸。
炮击之后，十几架飞机呼啸着轮番俯冲轰炸。
日军第六师团和奈良支队在强大炮火掩护下强渡新墙河，分别突破守军主阵地。
日军从营田登陆，这一点确是薛岳和关麟征都没想到的。
中国军队进行拦截，但兵力、火力都不足。
上村支队在舰炮、飞机支援下登陆成功，随即溯汨罗江向东突击，企图切断汨罗江以北中国军队的退路，将第九战区战役布阵割裂。
9月24日，薛岳鉴于正面主阵地已被突破，由营田登陆之敌又威胁侧后，当机立断，令第十五集团军以一部留于新墙河与汨罗江间占领中间阵地、迟滞日军，主力即刻向汨罗江以南转移，占领第二线阵地。
中国守军有计划地顺利撤退，激怒了冈村宁次。
围歼第九战区主力于新墙河畔的预定计划已经落空，他只有急令紧追不舍，死死咬住后撤中的中国军队，以求决战。
然而渡过新增河后，被中国军队和民众破坏了的交通道路，使他的机械化优势无从施展，只能徒步在中国军队的屁股后面跟进。