战至下午，日军没能取得更大的进展，双方仍处于胶着状态。
此时，战场上突然传来了最高统帅于2日午夜签给新2o军全体官兵的一份热情洋溢的电报。
最高统帅此时给新2o军来电报自是别有一番深意。12月25日，日军攻占了香港；1月2日，日军又攻陷了菲律宾的都马尼拉。驻守香港、马尼拉的英、美军队在日军的进攻面前，节节败退，不堪一击，一触即溃；相比之下，第9战区的军队却顶住了日军的进攻已近半月，特别是在1日和2日这两天的长沙保卫战中，新2o军官兵死守阵地、敢打硬拼的那种视死如归的精神更是令最高统帅感到欣慰、自豪与振奋。因此，在得知马尼拉陷落的同时，他便马上给正在极端困难的情况下，血战几十个小时，死守长沙城的新2o军了一份长长的专电。电文如下：
长沙薛长官、刘军长建业、邱师长行香、段师长金锁、毛师长邦柱、方师长先觉并转全体官兵均鉴：
我新编2o军全体官兵，两日来坚守阵地，奋勇歼敌，致堪嘉慰。此次长沙会战之成败，全视我新编2o军之能否长期固守长沙，以待友军围歼敌人，此种光荣重大任务，全**民均瞩目于我新编2o军之能否完成，亦即我新编2o军全体官兵成功成仁之良机。敌人悬军深入，后方断绝，同时我主力正向敌人四面围击，我新编2o军如能抱定与长沙共存亡之决心，必能摧破强敌，获得无上光荣。望激励所分部，完成使命，无负本委员长及国人所期为要。
最高统帅的这份电文在新编2o军中一级一级地向下传达后，它对于两天来因连续作战而伤亡惨重、筋疲力尽、几乎已经到了崩溃边缘的士兵们来说，无疑是一个巨大的鼓舞。当这些普通而平凡的士兵们，突然听到自己的行为已经受到最高统帅和全**民的注意与重视时，他们就好像一下子看到了自己生活的意义与自身的价值。各个阵地的据点、战壕里，顿时群情鼎沸，一片欢呼，一度低沉的士气重新又高涨起来。而从这种振奋中所焕出的精神力量是难以估量的。就象有一句话说得那样，老兵永远不死，他们只会慢慢消失。士兵们并不害怕在战场上流血牺牲，他们只是害怕自己的血战，得不到人们的理解和重视，这会让他们的心理产生巨大的失落。这种失落感，往往比死亡的威胁，更加打击官兵们的士气。
据日方记载，当天第3师团的战斗情况是：进攻墙附近与守军进行肉搏战，“但由于弹药极端缺乏，有的士兵在和重庆兵拼刺刀中战死”。进攻南门的野部队于早晨6时3o分占领南门外的东瓜山阵地，但大队长横田庄三郎被击毙，而且“重庆军凭据附近一带的无数掩蔽工事，进行顽强抵抗，毫无退却的征兆，兵力愈加增多，事先已经储备好的大批弹药挥了作用，反复逆袭达数十次”；“横田大队的左侧面已暴露在岳麓山的重炮阵地之下。从正面又受到了优势兵力的反攻，终日在反复地死斗中。正在第一线联络的联队副官神野一郎大尉战死，第5中队全体干部负伤。此时，弹药已经全部用尽”。
第6师团的战斗情况是：“3日拂晓，各部队进入长沙城东北侧，一齐开始攻击。特别是步兵第第12中队急袭了长沙城北侧阵地，在1第2大队占领了长沙城外的阵地。重庆军从湘江对岸的岳麓山，以重炮(15榴)应战，猛烈轰击。下午各部队虽继续在城墙外围，竭力攻击，但战斗陷入胶着，由于重炮（15榴）的集中轰击，我方不断伤亡。”
下午15时，丰岛房太郎师团长给阿南惟畿写了一份战况报告：“敌有四道防线，在街道上设有碉堡，同时又凭据房屋防御极为顽强。目前在师团右翼方面，已展开巷战，不久，可以取得战果。”
此时的丰岛房太郎师团长仍在做着攻占长沙的美梦。
殊不知，此时第9战区的大军正迅向长沙外围合拢。至傍晚时分，第第第第一次攻击到达线。至此，第第73、新2第第74)分别进占长沙以南、以东的金盆岭、朗梨市一带，第第73)分布于汨水、捞刀河之间地区，控制着日军退却路线这样一种从东南、东北、西面及北面对日军的包围圈。
薛长官见围攻日军的态势已经形成，于是通令各部，限于第二次攻击到达线。
4日拂晓，日军起全线进攻，动用空军助战。中国守军全靠炮兵密切配合，官兵沉着迎战，等到日军进入火网，才用机步枪猛射，随后投掷集束手榴弹，炮火也不停止，打死打伤大量的日军，日军后续部队也被炮火封锁，很难前进。
驻扎在岳麓山的炮兵，只要步兵有要求，不出一分钟，就可射出炮弹，准确性极高。天空中甚至出现一个奇迹：日机空投的一只给养箱，被守军火炮击中！这场景鼓舞了中国官兵的斗志，他们拼杀更为勇猛。日军的炮弹似乎已经用完，炮兵不再回击。丰岛下令肉搏，日军冒着刺骨严寒，赤背袒胸，向前猛冲。但是，血肉之躯，怎能挡住猛烈的火力！频繁的炮射，呼啸声和爆炸声，使日军心惊胆战，武士道精神大打折扣。这一场残酷的搏斗，日军伤亡不下一千人。下午，日军的冲击变得软弱无力，从望远镜里可以看到，日军后方人员忽前忽后，一片慌乱，他们的情况必定生了变化。
原来，丰岛和神田指望青木成一的第4o师团能够快开到长沙增援，可是青木师团的先头部队进抵金井时，被中国守军的外围