薛嶽對接連而來的長沙會戰早就作好了充分的準備。第二次長沙會戰結束後，他兩次召開參戰將領和幕僚人員對戰場進行檢討，總結經驗教訓。兩次會戰的戰法大致相似，以敵人的突襲開始，敵人攻入長沙地區，雙方在長沙地區大戰。敵人在會戰的初期和中期都佔據優勢。但到了後期，形勢都發生逆轉，即使敵人在已經佔領了長沙，也沒有力量堅守！這除了參戰將士用命的原因外，其中一個根本的原因就是地形的有利和充分合理的運用。
長沙東面和東北面，是江西和湖南連綿不斷的山脈地帶，這裡是設有重兵的防禦區，敵人若是從這裡進攻，要消耗大量的兵力，還根本難有勝算，這已經被第一次長沙會戰所證明。因此，敵人是不可能從這裡突擊長沙的。
長沙的西面和西北面是連接長江的洞庭湖和湘江的水網地區，也不是大規模用兵的地方。這樣，日軍從鄂南進攻長沙，就只有沿從漢口到廣東的鐵路向南，經過東側是山區和西側是湖泊的這一個狹長地帶。這個狹長地帶長約百約公里，寬不過十餘公里。而更有意義的是，在長沙正北，汩羅江南岸，還有一片淺丘。這片淺丘西高東低，東部同幕阜山區相連接。這片淺丘剛好把這一狹長地帶一分爲二，北邊是江岸和湖濱平原，南邊就是長沙盆地。長沙就位於南邊這塊盆地的西南部。
如果敵人再次來犯（這顯然是必然的），只要敵人進入了長沙盆地，我守住長沙，就把敵人擋在這塊盆地之中。再以有力部隊在北邊汩羅江南岸淺丘斷其歸路，就如同把敵人裝進了口袋，扎住了口子。我軍從外線四面出擊，內線之中的敵人必然進退無路，陷入滅頂之災。
這哪裡僅是一個口袋，簡直就是一個熊熊燃燒的大火爐！長沙就是爐底，長沙盆地就是爐膛。這個大火爐要教敵人碰得頭破血流，在大火中化爲灰燼！
日本鬼子的倒行逆施早已天怒人怨，對，這個戰法就叫“天爐戰法”！薛嶽的想法日趨成熟。基於兩次長沙會戰的經驗總結出的“天爐戰法”在戰區參謀長趙子立將軍等人的精心謀劃下，作出了“誘敵深入，退後決戰”的實施細則。
戰區長官對全戰區二十五個師（後又根據形勢變化增到三十七個師）重新佈署，對川軍兩個集團軍發佈瞭如下命令：
二，王陵基副司令長官（第三十集團軍總司令）指揮第七十八軍及七十二軍，立即從修水進駐平江準備作戰。第七十八軍先行確保平江附近，然後根據另外命令，在敵進攻長沙時，協同第三十七軍從東北向西南側擊。
三，楊森副司令長官（第二十七集團軍總司令）指揮現駐平江的第二十軍及第五十八軍準備作戰。第二十軍應先堅守現陣地，然後根據另外命令向關王橋、三江口側面陣地轉移，自東向西側擊，並自北向南尾擊汩水以南之敵。第五十八軍應在敵渡新牆河時自東向西側擊，繼而根據另外命令進入關王橋以北第五八軍陣地，協同側擊並尾擊南進之敵。
顯然，根據上述命令，王陵基的任務是對敵人進行腰擊。楊森的任務是誘使敵軍進入汩羅江以南，並在敵人進入長沙盆地後，在日軍後面的汩羅江淺丘關門扎口子。
薛嶽將死守長沙的任務交給了精銳的第十軍，同時，戰區內其餘各軍也都有相應佈署。這樣，薛嶽張開爐膛，等候阿南惟磯自己跳進來。
阿南惟磯並不傻，在他的軍司令部作戰室的牆上掛着與薛嶽那裡相同精度的大比例尺軍用地圖，甚至有些地圖的精度還遠高於中國軍隊所使用的地圖。透過地圖，長沙地區的山山水水都立體化地映在阿南惟磯的腦袋爪裡。若在長沙附近作戰，其盆地地形於故然於不利於皇軍的進攻。但阿南惟磯自有他的一套計算方法。
兩軍作戰，成敗在於士氣。阿南惟磯認爲，效忠天皇的皇軍士兵戰鬥力大大優於中國軍隊，士氣發揮的作用在使皇軍戰無不勝。加上空中及時有效的支援，他的一個大隊（即相當於一個營）的士兵即可對付中國軍隊的一個師。若以三個師團作全力進攻，足可以打垮中國軍隊的二十四個師。何況中國軍隊分嫡系和雜牌，嫡系武器優良，戰鬥力強得多。九戰區的雜牌不在少數，這樣計算下來，三個師團還可以擊敗更多的中國軍隊。在這種估計下，地形方面的因素就不值得有太多的顧慮了。而且日本軍隊已有多次在地形不利條件下作戰取得勝利的先例。至於九月長沙作戰反轉時出現的不利，只要後防供應線路得到確切保護，便不會再度發生。
好一個狂妄的計算方式！在此處，阿南惟磯的錯誤在於，他不知道，在中國戰場的日本軍隊雖然還保持着貌似強大外表，但經過四年多還看不見盡頭的戰爭，士兵中的厭戰情緒已經滋長。相反，中國軍隊經過四年多的抵抗，武器得到改善，戰術日臻穩健，而且在傳統愛國主義思想教育下，士兵們的戰鬥意志更加高漲。他更不知道，作戰區內民衆的堅壁清野和二十多萬三湘子弟參加的破路大軍，將會使他的後勤補給線路陷於一籌莫展的地步。日軍的短處已經面對着我國軍民的長處，這樣，會戰還沒有開始，實際的勝負已初見端倪了。
華中派遣軍司令長官田俊六大將則要穩重和謹慎得多。他擔心阿南惟礬孤軍冒進，基於大本營對香港形勢的指導，在會戰前下達了十一軍作戰不能超過汩羅江進入長沙地區的命令。
十二月二十四日晚，敵以第六和第四十師團分別從新牆河的東西兩端向我守軍發起攻擊。第二天晨，再以第三師團投入戰鬥。敵人分八路先後突過新牆河，其中第六路六千多人同我一三三師發生激烈戰鬥。該師與敵反覆爭奪，空中雷雨交加，地上腥紅遍野。
第六師團向我一三三師防守的新牆河正面陣地發起攻擊。夏炯深知“天爐戰法”的秘訣要旨。但下面的官兵不知，下面的官兵只知服從命令。夏炯以徐昭鑑三九八團防守新牆鎮沿河以東至鐵路沿線；陳德邵三九九團位其左翼，防守新牆鎮沿河以西至洞庭湖。戰鬥開始後，夏炯命令各正面陣地只作短暫抵抗，然後兩個團分另向東和向西撤退準備再戰。
戰鬥開始，敵人乘夜涉河，我軍點燃河邊照明，向敵人猛烈開火。第二天，兩個團分別向東向西撤退。陳德邵團在向洞庭湖沿岸轉移時中同敵人遭遇，團長陳德邵受傷，連長王化南爲掩護全團撤退而壯烈犧牲。
徐鑑昭團奉命只留下以作預備隊的王超奎營九個排分別佔據排據點同日軍對抗。排據點都在山上，讓敵人從據點間的道路鑽隙通過，留下大道上方的據點牽制敵人。這是夏炯在執行“誘敵深入，後退決戰”的命令，他在師的正面只有王超奎率領的四個連五百人的兵力防守。
徐昭鑑團第二營營長王超奎，一九○七年生，四川涪陵廟椏鄉白雲村人，少年時目睹國事艱難，毅然投筆從戎。“七七”事變後隨部出川，上海戰役中左臂重傷。傷愈之後仍參加了歷次戰役，尤其在第一次長沙會戰中和敵人爭奪苦竹卡要隘建立功勳，由連長升至中校營長。
會戰開始前，王超奎營進入新牆河防地，他在接受命令時向團長徐昭鑑表示：“奎願竭我全力，負死守據點之責；設不幸而爲敵所乘，是奎亦死得其所！”
二十四日午後六時，敵人從新牆河分頭搶渡。王超奎營得到命令，各排分頭各自爲戰，死守三日，然後到四十里後面的關王橋自行收容。關王橋是師部所在地，師長夏炯在那裡。
過河後的敵人蜂擁而至，陣地前面是地雷區。天空下着細雨，鬼子冒雨踏着泥濘衝鋒。鬼子隊伍的前面趕着一些水牛開路，以踏響地雷。當水牛過後，鬼子進入雷區，這時連環地雷一起猛烈地爆炸開來。其中的“四號甲雷”威力特別巨大，煙霧、石塊和水牛、鬼子的屍塊一齊飛上天空，爆炸的吼聲傳到四十里外的王關橋。夏炯聽到爆炸聲，擔心第一線官兵的安危和“誘敵深入”能否奏效，直接打來電話詢問。王超奎的副營長楊羲臣接到電話：“情況怎麼樣？是敵人在炮擊據點嗎？”
“報告師長，大隊敵人已經向我縱深迂迴，部分開始向我據點攻擊。這是陣地前的‘四號甲雷’在爆炸。”
由於電話線是埋在土裡，此時還暢通。
團長徐昭鑑打來電話，王超奎向團長報告情況後說：“請團長放心，無論任何艱危，奎決本初志，始終不渝！”
堅守在敵後的據點對敵有着極大的威脅，拔除這些據點成了主力南下的重要保障。這一點日軍有着清醒的認識，敵人對據點的連續攻擊一直進行了兩天一夜。敵人主力已經向汩羅江縱深前進，沒有被攻破的據點被後續鬼子重兵分割包圍，誓在必奪。營部率領直屬隊和第一連守在相公嶺據點，雙方進行着苦戰，戰鬥空前激烈。敵人以步炮騎空聯合多次進攻，結果都被打退，據點外面堆滿了鬼子屍體。最後，敵人調上來火焰噴射器，燒掉陣地前的鹿柴等障礙，又向我據點陣地噴射。陣地內外都燃起熊熊大火，據點內範圍狹小，裡面的官兵無法有效地躲避火焰噴射器引燃的大火。在陣地裡作戰的士兵烤在大炎中，被燒得焦頭爛額，死傷無數。
下午兩點，據點已被完全炸塌燃燒，無力再守，王超奎下令向據點外突圍。正在指揮作戰的副營長楊羲臣得到傳令兵送達的突圍命令：“營長在外壕等你！”楊羲臣立即帶領身邊的士兵撤出，在外壕見到了王超奎。王超奎對副營長說：“你帶領幾個士兵在後面的高地掩護我，我在外壕掩護士兵撤退。”楊羲臣立即帶領幾名士兵向後面高地運動，還沒有到達高地，後面有士兵急急跑來報告，營長王超奎已經中彈陣亡了！
士兵們聽說自己敬愛的營長陣亡，已是羣情激昂，悲從中來，一致要求不顧生死也要把營長的屍體搶回來，決不能落到鬼子手裡。楊羲臣立刻帶領士兵返身衝入火線再戰，經過一陣猛烈的生死搏殺，終於搶回王超奎的屍體。在回搶營長屍體的戰鬥中，又有二名排長陣亡。
王超奎遺體後被擡到王關橋師部，師長夏炯取下自己身上的大衣蓋在遺體上，撫屍落淚。
王超奎英勇犧牲了。但令當事人都沒有想到的是，王超奎的英名在全軍、全國乃至世界，引起了旋風般的震撼。以至數十年後，人們還在追尋英雄的足跡。
十二月二十五日，戰區副長官楊森致軍令部電：“敵逼近相公嶺，中我地雷兩次，死傷步騎極多。我在傅家橋堅守之營長王超奎陣亡......”
次年二月，重慶國民政府發表廣播講話：中國只有斷頭將軍，沒有投降將軍，王超奎就是例子。
同年四月中旬，蔣夫人宋美齡代表國民政府訪問美國。第一夫人用她那卓越的外交見識和閔熟的英語口才，在美國會作了多次演講，在鮮花和掌聲中侃侃而談，把中國人民反抗日本侵略的真實事蹟展現在世界的面前。作爲國民政府的代言人和第一夫人，她在美國掀起了一股令人眩目的旋風。她並在《紐約時報》撰文：“過去五年之中，中國軍隊完全沒有對敵投降的例子；相反地，我們可以舉出許多的實例......這種不屈不撓的精神，其表現的實例，多得不可勝數，我只要舉一個例子：今年年初，有一位營長王超奎少校率領部隊在湖南新牆河作戰，敵人在數量方面，佔首壓倒的優勢，當他被敵軍重重包圍的時候，他與他的五百個部下，每一個人個個都戰至最後犧牲生命爲止。”
隨着第一夫人的講話，王超奎的英名傳遍一九四二年的美國和世界。
還有，周恩來、宋慶齡在國民政府向王超奎家頒發的《撫卹證書、紀念冊》上題詞：“王超奎爲國損軀的愛國精神，永遠值得人們學習和敬佩”。