有鉴于园部和一郎所部主力几乎全部被调到了长沙一线，军委会决定命令第六战区侧击宜昌地区，威胁长沙敌军的侧翼。
要知道日军第11军共有7个师团又3个独立混成旅团，这次进攻长沙动用了4个师团即一半以上的兵力，这必然使江北的防务顿形空虚。
为牵制敌军，第6战区即对敌占领的宜昌进行反击。
驻宜昌内山英太郎的第13师团，在11军所属部队中，是1个大的师团，有人员26214名，马9288匹，与第4师团全员为12377名，马3101匹相比，多一倍以上。
但因早渊四郎的26旅团已参加长沙作战，师团守备兵力减少了近三分之一，第6战区的部队进攻后，内山认为：由于守备兵力不足，轻易出击反而会陷入被动，因而决定利用阵地进行固守。
至4月20日遭到猛烈攻击后，13师团将宜昌外围鸦鹊岭柴田卯一少将的第103旅团，以东龙泉铺立花芳夫大佐的65联队（属103旅团）撤至宜昌附近，以集中防御兵力。
此外，第13师团由宜昌沿长江北岸至荆州与澄田赉四郎第39师团陆上交通线的警备，则由该师团抽调各步兵和工兵联队的小分队，分段担任警戒。
陈诚根据日军的防御，将兵力增加到了5个军，包括战斗力强悍的李延年所部。
为了能一举突破宜昌之敌的阵地，陈诚摆出了以一个军打日军一个联队的战术，其中李及兰的91军，进攻宜昌西岸山地的敌58联队；李延年的第2军攻击南津关以西的山地敌104联队；宋肯堂的第32军，向北突破敌104联队的防守；第18军的77师则在枝江、董市以北的山区，进攻鸦鹊岭的敌人。
在作战中，日军第13师团接到由其军部转来破译的蒋委员长发给第6战区司令长官陈诚的电报，其内容主要是：不顾一切牺牲，三日之内须夺回宜昌。
内山及其参谋长秋永力大佐在看了这个情报之后，感到宜昌的今后情况将会日趋严重。
为挽救宜昌的危急，内山英太郎调驻鸦鹊岭的65联队铃木忠少佐之第2大队、独立野炮兵第15联队小原文雄中佐之第2大队及10.5公分口径的加农炮两门，经土门垭进入宜昌。但不久宜昌即被第6战区的部队包围，敌与外界部队的交通全被切断。
同时，国军94军约两个连的兵力，分乘5只大型民船，于西岸从上游绕过葛洲坝，在黄草坝北端上陆，随即推进至南端与宜昌城隔水对峙，以轻火器、迫击炮向东岸的宜昌市、西岸的二郎庙敌防守阵地进行射击，并封锁敌宜昌经江上至对岸58联队的水上交通。
此时的宜昌城，东面的东山寺一线遭到32军的第9师、西面遭到99军一部在黄草坝南端的威胁，形势更趋紧张。
4月29日，即日本“天长节”这一天的凌晨2时30分，第6战区发动总攻，用于进攻的各种火炮达140门，四外的攻击极为猛烈，在长江西岸的二郎庙、石榴河，市北的西陵山、慈云寺，市东的东山寺等地，密集的枪炮声大作。
日军前方各阵地的电话报告，都纷纷告急：中国军队攻势极猛，部队的伤亡急速增加。
内山及其参谋长秋永力大佐知情况已到了严重的关头，乃下令准备烧毁第104联队送回师团司令部的军旗，烧毁各类机密文件；焚烧在各处堆积着的战死者的尸体。
同时加强师团司令部院墙外及院墙上的铁丝网；以数千袋大米在院内垒成防御射击工事。师团长内山英太郎、参谋长秋永力、参谋星野一夫中佐，辻本只三少佐、泉茂大尉、副官菊地重规中佐、兵器部长山贺治郎中佐、供给部长马俊夫大佐、军医部长松木宽治大佐、兽医部长加藤宽一中佐，各自选择了准备自杀的场地。
随之，秋永力起草了向武汉11军司令官阿南惟几的诀别电报，主要内容为：全体将兵，已为皇国尽力作了最后之奋斗；对104联队的军旗、各单位的机密文件、天皇敕谕等已经焚烧；在宜昌之侨民及慰问团一齐遭到不幸，极为可惜。
随之宜昌城破，内山等人因不愿投降而被击毙。
宜昌之战日军损失惨重，也影响到了日军在长沙战场的进攻。
此时长沙会战也进入了关键时刻，薛岳布置的天炉战法，层层递进、相互配合，纵深配备，以巩固长沙外围阵地为核心，将日军牢牢吸引在长沙周围，再以炽盛火力及递袭，逐次消耗日军而求得时间宽裕。
待敌精疲力竭时，所属各部在外围布置完毕，形成四面合围，然后群起而攻之。这一部署果然有效，日军被围长沙，死伤惨重，大量有生力量被歼在长沙城下。
在主战场新墙河，日军每前进一步就要付出极大的伤亡代价。一向以行军速度快著称的日军，在新墙河到汨罗江南岸，总共花了7天时间才抵达。
在新墙河到汨罗江这一地段的战斗中，战斗打得异常惨烈。
防守新墙河的官兵们几乎是用血与肉筑成了一道道防线，挡住了日军的一次次进攻。
激战期间，在新墙河后面的大片水田里，堆放着大量阵亡来不及掩埋的士兵尸体，尸体摞了一层又一