师团不期遭遇的敌第58军，为在东方约2o公里的黄岸市整训中的部队。师团对其行动毫不知晓。加之，对大云山周围已扫荡完毕的先入为主的思想，因而对我军刚一展开即遭到强烈反击的情况，完全出乎预料。
第4o师团报告的阿南惟畿于次日晚令荒木支队投入到大云山战场，支援第4o师团作战。
荒木支队接到命令后，立即出动。16日夜，当其赶到甘田东侧时，受到新编第11师的顽强阻击。战至18日，该支队终于到达马嘶塅，与在这里已苦撑了数日的后藤大队会合。
阿南惟畿对第4o师团的进展情况甚为不满，他认为“第4o师团未以全力尽快捕捉当前来攻之敌，似有墨守军最初攻击准备之感”，遂令作战主任“对此加以督促”。
随后，第4o师团一面与中**队作战，一面按预定方案向沙港河右岸集结，并逐渐做好了向湘北进攻的准备。
至第第第4o师团在杨林街至沙港河下游一线约2o公里之间并列展开。
一场更大规模的战斗即将爆。
第11军起了全面进攻。
此时夜幕尚未完全打开，若明若暗之中，一阵阵排山倒海般的大炮轰鸣，震撼了寂静的山野。数十架飞机瞬间投下成吨的炸弹。空气被撕裂，大地在颤抖，晨光初现之中，一片血肉横飞。随后，日军步兵在炮火和飞机的掩护下起冲锋。
阿南惟畿在其日记中这样描述当时的情景：8时，阴云渐晴，在“隆隆”的重炮、山炮声中夹杂激烈的机枪声。第4师团正面在烟幕掩护下一齐开始前进。第一线，继续前进。通过电话向北野师团长祝贺胜利，并勉奋斗。第3师团正面于7时3o分开始前进，未做攻击准备射击，即突破第一线，向大荆街突进。第6师团方面炮声隆隆，只见各处村落起火。一场大规模野战正在展开。统率大军亲视战况，指挥会战，正是其时。
守备在新墙河南岸的第4军一部，在日军猛烈的攻击下，阵地很快被突破。中**队急令第第4军另一部迅由大云山战场赶到新墙河南岸阻击日军，但为时已晚。中**队第一道防线被突破后，新墙河以西和粤汉铁路的两侧，除了少数警戒部队外，已经没有有力部队可以阻挡日军了。
日军在突破新墙河守军防线后，便如入无人之境，三路日军齐头并进：中路第第6师团向草鞋岭、关王桥、长乐街、瓮江等地进攻；左(东)路第4o师团从杨林街东侧向平江、三角塘方向攻击，右(西)路第4师团从潼溪街经黄沙街向汨罗江进攻。
早渊支队跟随第4师团由新墙河东南地区突破新墙河南岸阵地后，迅向鹿角挺进。19日占领鹿角。
平野支队与海军陆战队于17日16时从城陵矶，乘汽艇2oo余艘，民船数百只，在海军2o余艘舰艇的护卫下，经洞庭湖向湘江进。18日在营田以南的下青山强行登陆，击退守军，占领下青山全岛。19日16时占领严廖山，第197师封锁在洞庭湖东岸。
此外，日军海军陆战队2个中队于18日在鹿角、磊石山、虾湖山强行登陆，配合早渊支队攻战鹿角后，担负该地区警备。
面对日军强大的攻势，第第58军只能放开正面，边打边撤向东面的山地地带，躲避日军凶猛的初期锋芒，同时从东北向西南尾击和侧击南犯日军。湘鄂赣边区挺进军第第8挺进纵队等则对贺胜桥、蒲圻间地区之日军进行牵制作战；第6挺进纵队以一部攻击赵李桥、羊楼洞一带之敌，主力攻击忠防、桃林一带之敌；第7挺进纵队由杨林街、新墙方面自北向南尾击日军。
至第6师团相继到达汨罗江北岸，并有一部进至汨罗江南岸新市、颜家铺、浯口各附近；第第第58军扼守关王桥以东、易水以北地区，从日军后方相机攻击。
虽然日军进展迅，但阿南惟畿为了慎重起见，并没有急于令主力向汨罗江南岸挺进，而是将渡江时间初步定在9月22日夜。同时，他还决定“在弄清敌本日内的行动后，即行确定22日夜半开始的攻击部署”。
阿南惟畿没有想到，他的这一决定竟然为其带来了一份意外的惊喜和收获。