率两个师团加一个旅团，兵分三路向衡阳突进。前锋于6月24日进至衡阳西南。27日，抵衡阳市郊二塘。三路兵力合计55000人。加上后续增援部队共110000人。同日，衡阳民船工人将90艘民船开往湘江上游沉没；火车站工人张学逸率粤汉码头工人20余人 ，将衡阳火车站火车头转盘折毁，以免资敌。6月下旬，衡阳境内各级各类学校全部停课。6月21日，日军派竹内情报参谋潜入衡阳市，负责收集情报。对日军日后破城起到了很大作用。6月22日，日军对衡阳城郊进行大规模轰炸，东西两岸市区均引发大火。同日，衡阳守军于城郊全部布阵完毕，设指挥部于市中心之中央银行，前线指挥部设五桂岭。同日，衡阳守军将湘江大桥炸毁。