10月6日，日军之103，104师团在丘砀山与八路军120师，129师正面遭遇，双方展开了激烈的炮战，奈何日军火炮远不及八路军，一时之间，日军之第1山炮联队，第1，第2重炮联队损失过半。
随即八路军决死一纵队，突袭日军后翼，不到半日，日军溃散。
日军103，104师团临时指挥部，103，104师团师团长及下属旅团长等军事主官，共计15名将级军官集体刨腹谢罪，第103，104师团伤亡殆尽。
此时肖进率领的日军第6，第101，第102师团离太原仍有二百余里。
此时第三军总指挥部才得知103，104，105，106师团全部失利，损失惨重的消息。
肖进则是命令日军各部即刻撤退。
10月8日，八路军集结20万部队，对日之第三军发起总攻。
日军随即在山炮联队的拖延，两个战车联队的守护下慢慢向华北撤退。
三日后，第三军成功撤离，肖进这才统计出日军伤亡情况。
日军第103，104师团几乎遭到全歼，两个师团加上一个山炮联队，两个重炮联队，共计六万八千多人，仅剩二千残兵。
105，106师团稍微好一些，被八路军部前后夹击之下，六万余人，逃出万余。
第6，第101，第102师团，加上两个战车联队，一个山炮联队，十万人在八路军的总攻后，只剩下了七万余人，只有守卫在第三军总指挥部的第6师团建制还算完整。
24万日军仅剩9万，还丧失了几乎全部重型武器。
肖进随即自行卸职，要求日本军部彻查“天鬼计划”泄露一事。日本东京，藤原川，听闻肖进因为军队有高级将领泄露作战计划，导致藤原进差点丧生支那战场的时候，暴怒不已，要求日本军部彻查此事。
随即日本军部将第6，第101，第102，第105，第106师团的军事主官全部彻查了一遍。
为了安抚藤原川，日本军部旋即提升肖进的军衔为上将。
第三次太原会战，前后结束时间仅仅只有一个多月的时间就以日军的失败而告终。
而在长沙方面，日军多面军队，向长沙开来。
9月开始，国军第九战区总指挥薛岳，先是指挥国军依托从岳阳至长沙的铁路，河流组建第一防线。
这一防线，正面从鹿角到麦市，宽达100余公里，在这里摆了7个师的重兵，加上幕阜山上的游击队，足有10万人之多。
第二防线则是在汨罗江一带，有第20军，第58军，是以两军相互配合，与日军进行拉锯战。
当第20军，第58军完成了阻敌任务后，薛岳令第27集团军全线撤退。
随后，第20军向梅仙、平江方面转进，隐蔽休整，随时骚扰日军后方，待机袭击其侧翼。
第58军向汨罗江东南部转移，靠近向家、金井，准备切断进攻长沙的日军的后路。
不久青木师团的先头部队进抵金井，
被国军守军的外围部队从东、西、北三方合围，无法突出。等到增援部队赶来，四百名日军只剩下二十名，几乎是全军覆灭，大队长和两名中队长都被击毙。