此时，横山勇中将在详细检讨过去三次长沙作战的得失之后，拟定出一个全面包抄薛岳部队的计划。过去日军进攻长沙的部队兵力，最多是三个师团加上特种作战部队，作战支持的准备，也是以两个星期为度。
所以，此次日军进攻长沙、衡阳的大会战，将是横山勇中将个人军旅生涯最大的挑战了，由于日本大本营与中国派遣军司令部对于一号作战计划的湖南之战，给予全力的支持，使得横山勇中将可以指挥的部队高达八个师团又一个旅团，单是在兵力上，日军就拥有前所未有的绝对优势。
但这次横山勇中将的作战计划，动员的总兵力是超过八个师团，在三十六万人以上，他更将日军的作战纵深，根本延伸到衡阳，所以日军在兵力的优势以及作战计划的规划上，都早已经超越薛岳过去防御长沙的天炉作战之架构。
横山勇中将的作战计划是，利用五个师团，作为第一线兵力，三个师团为第二线机动兵力，进行全方位的南攻。而将主力放在左翼的攻击，沿着湘、赣交界南下，大迂回长沙的东南方，先攻占浏阳，再包抄长沙后侧。
横山勇中将判断薛岳的主力就是在此待命出击，因此日军的布阵，以打击长沙外围的中**队为主攻对象，然后再进攻长沙城。日军中路的攻击则是依照传统的进攻长沙模式，沿粤汉铁路南下，击破中**队正面防线直逼长沙。
另外他还派军由洞庭湖南下，包抄湘江西岸，从侧后方进攻长沙的制高点岳麓山阵地，由于横山勇中将掌控绝对充裕的作战兵力，因此决定在日军包围长沙的同时，也对衡阳进行长距离的奔袭，乘中**队全力在长沙作战之时，出其不意地一举攻占衡阳。
而横山勇中将还设法进行大规模的欺敌行动，有意无意地透露出日军的作战目标，有可能是沿着长江西上，进攻重庆，或是准备再度进攻常德。由于横山勇对于这两个战略要点的攻击，都有实战的经验，所以也让重庆方面不得不加以重视。
蒋介石保留卫戍部队放在第六战区，作为保卫重庆的准备，而没有全力支持第九战区薛岳的部队。但是蒋介石仍然认为，日军以打通粤汉铁路的战略为主，因此特别派副总参谋长白崇禧，前往第九战区，协助薛岳布阵对抗。
但是由于长沙之虎薛岳，已经在防卫长沙的作战上，三战三胜，对于防卫长沙，有着相当的自信与执着，他相信史迪威的美军判断，认为日军的兵力有限，不可能对长沙进行更大规模的作战，同时也认为自己的天炉作战，已经是天衣无缝，所以决定以不变应万变，决定仍将在长沙决战，再次合围进攻的日军。
可是薛岳手上的部队，也已经发生员额与装备不足的问题。这不仅是当时中**队普遍的现象，特别是第九战区的军队，常德会战之后，战力都还没有恢复，加上最信任薛岳的上司陈诚，已经因为史迪威事件的影响而失去调动军队的大权。
在政潮冲击之下，蒋介石又重用参谋总长何应钦来防止军中将领的叛变，而何应钦与薛岳以及粤系将领，本来就有不愉快的经验，薛岳实际上又功高震主、锋芒毕露，何对薛当然相当的感冒，更加要给薛岳一些不方便。
于是在大战前夕，第九战区的兵员与补给，不但没有优先得到补充，反而是能拖就拖。从客观的角度来看，一支精实、充裕的日军与虚弱内斗的中**队对阵，双方的胜负，在未战之前，早已有了定数。
白崇禧曾经建议薛岳，考虑将决战南移到衡阳，以拉长日军的补给线，加强中**队在衡阳的防务，但是薛岳没有完全接受，仍然决定在长沙与日军对决。
横山勇中将决定在五月二十六日，也就是日军在对马海峡大破俄罗斯波罗的海舰队的历史光荣纪念日，在湖南发动对中**队全面的攻势作战。
装备充足
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