第一次长沙会战后,第9战区仍与日军隔新墙河对峙于湘北地区。1941年后,日军酝酿发动第二次进攻。但因苏德战争爆发,日军积极准备对英美开战,无力投入更多机动兵力,被迫缩小规模,仅将目的定为予9战区中国军队一次重大打击。
第9战区总结第一次会战经验制定了反击作战计划。9月,日军发动进攻,强渡新墙河。由于9战区出现指挥失误,下达作战命令的无线电报竟被日军窃收并破译,使中国军队陷入极大被动,虽多处与敌激战,但遭遇失败。月底,日军攻入长沙。但是,由于日军大本营正在积极准备发动太平洋战争,“要求作战尽快结束”,同时日军经连日作战,粮弹损耗很大,战线过长,后勤保障困难,决定10月1日开始撤退。中国军队随即展开追击作战。10月5日,日军退回新墙河北岸,中国军队恢复原阵地。
这次作战,中国军队由于指挥失误导致付出了相当大的代价,但是,从战略上说,是中国军队的胜利,日军并没有击溃9战区主力,自身却付出了2万余人伤亡代价,阵地完全恢复到战前状态,日军没有达到任何大的战略价值。而且,中国第6战区乘他处日军空虚,对宜昌之敌发动猛攻,日军死伤惨重,面临彻底覆灭危险,宜昌日本守军师长已写下遗书准备自杀,因另一部日军驰援才得以躲过灭顶之灾。宜昌作战也是1941年正面战场唯一一次主动发动的进攻战役,歼灭日军7000人。而这,正是第二次长沙会战造成的机会。