但是，李有财手里的家底可是不薄，两个山炮营全都齐装满员，更重要的是，炮弹管够。要知道战区的博福斯山炮只有四百发炮弹，苏制野炮备弹略多些，大约1200发，四门三八式改野炮备弹600发，150榴弹炮最可怜，因为是抗战爆发前买的，后勤上只踅么到不足二百发炮弹。
1月1日，日军第3师团以两个联队的兵力猛攻长沙城东预10师阵地，战区炮兵旅的四门苏制野炮率先出手。配合第10军的施耐德山炮连和预10师直属的克虏伯1881式山炮连对来敌进行袭扰，虽然炮弹有限，仍旧毙伤日军大队长以下官兵近百人。
1月2日，日军第6师团加入战局。为迅速从守军防线上打开缺口，日军兵分多路开始向守军阵地同时发起进攻。战区炮兵旅并第10军直辖炮兵火力全开，配合步兵共击退日军进攻达11次。
1月3日，鉴于九战区对日军参战部队已经形成合围之势，阿南惟几随即命令第3、第6师团加快攻城速度，吃掉城内守军。战区不再保存实力随即命令新24师炮兵参加战斗。突然出现的炮群打乱了日军的进攻节奏，第3师团师团长丰岛房太郎在第一轮齐射中被击中右臂，随行的警卫中队也是伤亡过半。战至下午五时，日军第40师团及独立混成第9旅团各一部先后赶至长沙。
1月4日，阿南惟几调整进攻方案，从东南北三面同时发起进攻，除两个中队的运输机继续为攻城部队空投给养外，又并了战斗机、轰炸机二十余架前来助战。
城内吃紧，未等第10军求援，李有财便将手中的四个步兵营全部投入了城里，二十余门山炮也是火力全开，在高炮群的掩护下与日军炮兵展开了炮战。
战至下午四时，戏剧性的一幕发生了，在万众瞩目之下，日军一架俯冲投弹的轰炸机居然被山炮炮弹打的凌空爆炸，守军士气大振，随即发动全线反攻，一举将日军赶出了长沙城。
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