日寇于1941年8月发动太平洋大战前，天皇在御前会议上公开叫嚷：“东亚安危帝国存亡，在此一战”。1941年12月，日寇偷袭了美太平洋舰队基地珍珠港，日寇第23军又向南中国海及香港进攻，以实现其南进政策的狂妄野心。
当时驻扎在武汉的日黑色第11军经过侦查发现，长沙的军队有调集前往支援广东的迹象，于是，司令官阿南惟畿顿时有了想法：何不趁此机会攻打长沙，攻下来自然是大功一件，就算攻不下来，也能牵制住守军，减轻香港方面的进攻压力。因此，在刚刚结束了九月初发动的第二次长沙会战后，又紧接着于十二月下旬，第三次长沙会战就在阿南惟畿的这种想法下发动了，可是他不会想到，这是他做过的最错误的决定。
这次会战，阿南惟几调集了四个师团、两个旅团、三个支队以及航空兵一部共约12万人向长沙发动进攻，以达到其策应对香港作战的目的。我九战区司令长官薛岳则集中了30个师约30余万兵力进行阻击防守。
为总结第二次长沙会战惨败的原因，1941年10月中下旬当局在衡山召开了第三次南岳军事会议。在会议上，蒋针对日寇在相持阶段的特点，制定了一套“磁铁战”方针，所谓的“磁铁战”就是要像磁铁一样紧紧吸住日军，使得日军主力进退不得，给其他部队争取机会，然后再集合优势兵力围歼敌人。
蒋的这一套“磁铁战”方针，很快被薛岳借鉴，薛岳在考察了湘北地区的地形特点和两次长沙会战的经验教训后，设计出了一套诱敌深入再围歼的战法，取名为——天炉战法。
什么是“天炉战法”呢？按照薛岳的原话是：“在预定之作战地，构成纵深网型作战地，以伏击诱击侧击截击尾击堵击诸手段，逐次消耗敌力，挫其锐气，然后于决战阵地使用优越之兵力，实行反击与反包围，予敌以歼灭打击，盖为后退决战方法，因敌之变化而变化之歼敌致胜新方略，入炉熔铁，如火炼丹，故名。”通俗来说，就是且打且退，将敌人引入包围圈，在这一路上对敌人骚扰攻击，消耗其有生力量，在最后以优势兵力包围敌人，予以歼灭。
薛岳认为，日寇的战术就是凭着速度和装备上的优势，对我军的防守要点集中进攻，以最快的速度完成进攻任务，模仿的是德军的“闪击战”。而这套战法源自其与日军多次交战的经验，就是为了克制日军的战法。一共分两步：
第一步：在正面战斗中一边抵抗一边后退，诱使敌人进入我军包围圈，而我军则向敌军两侧移动。
第二步：抵抗军队退到最后阵地时，死守阵地拖延敌人，两翼的部队开始向敌人靠拢，并切断其补给线，以困死敌人。
根据天炉战法的部署，薛岳在湘北设置了三道防线，第一道是新墙河，守卫部队是第20军和58军；第二道防线是汨罗江，守卫部队是第37军和第99军；第三道防线是捞刀河和浏阳河，由第10军负责守卫长沙及其外围阵地。
从各军部署与配置情况来看，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。
当时20军军部及直属部队当时驻防在平江水口岭，所属第133师驻关王桥，第134师驻唐家坳。会战开始后，20军接到的命令是在新墙河以南、汨罗江以北阻击日军三天，掩护长沙地区的主力部队完成防御部署。军长杨汉玉接受任务后即命第133师在以泊罗江北、新墙河以南地区（纵深约四十华里），沿铁路之黄沙街、龙凤桥、下高桥等地构筑工事据守，第134师在青泉峰、影珠山、古华山等地占领阵地，对日军进行阻击。
134师以向文彬402团占领关王桥即设阵地；133师以景嘉谟399团担任鹿角至龙凤桥任务；徐昭鉴398团担任龙凤桥至新墙河下高桥防务。该团当以第三营向有余、第一营彭泽生沿新墙河警戒，二营王超奎为团预备队。
在敌发动进攻前两天，398团徐昭鉴团长令王超奎的二营：“以排为单位占领九个排据点，自开战时起死守三天。完成任务后到关王桥集合。”
王超奎与副营长杨曦臣研究后，以何滕文第四连专守下高桥连据点，以余星星第六连专守谢子其连据点。第五连及营直属部队守新墙河相公岑据点。399团王化南的第三连守黄河街连据点。整个师正面只用四个连防守，其余部队全部撤至关王桥一线。
鬼子突破新墙河防线后，即以主力向南突击，企图拔除泊罗江以北据点，扫清它南下长沙的障碍。当日寇向各据点进攻时，各据点都各自为战，坚持抵抗。激战两天一夜，敌竟用燃烧弹摧毁据点的鹿柴障碍，士兵被燃烧弹烧伤及负伤者过半。
到第三天下午，王超奎下令突围。他命杨曦臣副营长率领士兵数名到后方高地掩护撤退。王超奎本人首先跳出外壕与鬼子肉搏，掩护据点内的士兵撤出阵地。不料在拼搏中被鬼子机枪击中三发，不幸壮烈殉国。
杨曦臣副营长得知后，立即率弟兄们冲了回来，又牺牲了两个排长才将王超奎尸体抢回。为了迟滞敌人前进，不让鬼子快速接近我师阵地，杨副营长又收容了剩余的六十多名弟兄，卡在长湖冲、红桥两处顽强阻击鬼子，打死打伤上百名鬼子。一直坚守到天黑后才撤回关王桥。
当撤回士兵哭诉营长王超奎如何英勇与敌拼搏以致殉国时，夏炯副军长（兼133师师长）脱下军服覆盖在王超奎遗体上抚尸痛哭，弟兄们无不为之落泪。
战后，国防部为了表彰王超奎营长的英雄事迹，将新墙乡改为超奎乡，相公芩（王超奎阵亡地点）改为王公芩。同时蒋夫人在重庆广播有意刺激英美在太平洋战争中不战或投降，曾说：“我国没有降将军，只有断头将军。如王超奎少校守新墙河就是这样。”。副营长杨曦臣也授了干城甲种乙等奖章，年终又授了陆海空军乙种二等奖章。这不只是他们个人的光荣，也是二十军及整个中华民族的骄傲。
由于战况不利，20军不得不于25日夜将主力撤至关王桥、陈家桥、三江口、羊角岭一线，留第133师一部继续坚持在新墙河以南。26日天亮后，日军第40师团向第20军纵深阵地发起强攻，20军坚持至27日凌晨后根据第9战区司令长官部的命令向东南山区转移。
日寇主力在南下泊罗江进逼长沙之际，另以一个联队向东进攻关王桥，企图把我军驱离远一点，以稳固其后方交通线。
鬼子连续三天从左右翼与正面，对向文彬402团固守的关王桥阵地发动猛攻。但402团的弟兄们在溯风怒吼、雨雪交加，战壕内积水没胫的异常艰苦环境下，面对鬼子一次次的冲锋毫无畏惧，不分白天黑夜的坚守奋战使阵地屹立不动。弟兄们在配备了德制枪械装备后，火力密集度和精准度极大提升，打得鬼子在阵前布满尸体，人员遭受重大损伤。鬼子毫无进展之际，不得不于第四日晨悄然撤退，以失败而告终。
日寇主力部队经湘阴进入到长沙附近后，以长沙城濒湘江东岸，北面又有捞刀河的环绕，鬼子部队不易展开。便改由捞刀河上游转到长沙以东，企图通过东洋渡向城东北面进攻。
这时战区长官部的炮兵有重炮三十门左右，炮兵指挥官（不记得名字）将炮兵阵地设在了湘江西岸的岳麓山上，炮口正对长沙城东郊。
鬼子不知长沙已部署了重炮，到东洋渡后，仍以行军纵队向长沙城挺进，突然遭到岳麓山炮兵群的猛烈射击，伤亡惨重。在炮兵观测所瞥见日寇黄呢大衣在空中飞起老高。但鬼子并不死心，仍顽固地向浏阳门及市区猛扑。
日寇第11军司令官阿南惟几发动第三次长沙会战本就急于证明自己，也是一次军事冒险，这一点他心里比我军还清楚，能否及时攻下长沙城，是决定此次会战成败的关键，因此阿南惟几才会在没有炮兵支援和空军协助的情况下，单纯以陆军主力猛攻长沙城。不幸的是，阿南惟几遇到了李玉堂的第10军，他的战略意图暴露得过早，已经很难实现了。
虽然日军第3师团、第6师团及第40师团部分日军几度攻到长沙城城墙下，均被第10军官兵英勇打退。战斗最激烈时，双方均多次组织突击队、敢死队进行白刃战，战死者不计其数。
第10军将士们在岳麓山炮兵掩护下与日寇逐屋争夺，坚持抵抗。激战将近一周，长沙城仍有一部分在第10军的控制之下。鬼子们不知道的是，我军的反包围早已经悄然开始了。