衡阳陷落的影响是巨大而深刻的，处于胶着持衡的战略态势顷刻间便被改变了，失去了衡阳这个重要的战略支点的国军顿时陷入了被动衰落之中。但中国军事最高当局却并未从这一事件中清醒地反映过来，担负救援任务的第62军、73军、79军、46军、74军、100军在最初的一两天内，显得手足无措。好不容易打下来的一些衡阳外围阵地还守不守？还要不要往前打？统帅部都还在困顿之中，部队也在困顿之中，部队还没有接到明确的行动指令。
是守还是阻击，都应当有新的阵地、新的工事构筑和新的地形态势；是撤还是转移，都应当赶早行动，与日军要拉开距离。统帅部还在犹豫，救援衡阳虽然失败，但通过数天的战斗，毕竟取得了一些战果，构成了极其有力的攻击态势，比如钳制了湘江两岸日军侧后的联络线，占领了一些有力的战役支点，如果善于利用和扩大这种态势，必然会陷攻克衡阳的日军成为孤军。
但如果不积极行动，这些有利的态势就会丧失和改变，阵地的主动权就会丢掉。但所有的这些有利条件对于当时的中国军队来说，只能是“鸡肋”，这些有利的态势需要大量的兵力投入才能加强和巩固。但失去了衡阳，这个据点堡垒，两方面的力量已经发生了根本性变化，日军已不出在腹背受敌的危险境地了。这只食之无味、弃之可惜的危险“鸡肋”应当赶快丢掉，国军主力应该尽快缩回广西，及早准备迎击日军的下一波冲击。
就在衡阳陷落后的第二天，在日军中素以谋略专家著称的岛贯大佐已经完成了其衡阳外围作战的第一期计划。岛贯受过系统的西方现代军事理论教育，专攻指挥大兵团作战，擅长对包抄切割对方兵力，形成大包围，大歼灭战的理论研究和图上作业。
1942年以前的日军大本营曾派他专门在欧洲战场考察德军对英法联军、对苏联红军实施大歼灭战的成功经验，回国后他针对西伯利亚广袤的原野做了无数次聚歼苏军的兵棋演练。但后来由于国际局势发生了很大的变化，促使日本帝国只能南下对美开战，而不能北上，于是，岛贯学非所用，他唯一的梦想就是看能不能打一两个对国军的歼灭战。
计划一出笼，岛贯便促使中国派遣军司令部赶紧实施。他只要求完善他的战略设计，、而毫不照顾实际作战部队的实际困难。岛贯的第一期计划是将衡阳周围的国军15个野战师来个“一锅脍”。他认为这15个师如果在近期不能解决，就会进入广西，成为下一步入桂柳作战的阻力。在本期作战中歼灭这一部分中国军队，“可以看作是解决了湘桂作战前一阶段的关键，进而可在第而阶段作战时一举攻克桂林、柳州。
大本营以最快的速度批复同意了岛贯的报告。中国派遣军总司令部却认为岛贯是一个让大本营宠坏了的“天之骄子”。中国派遣军总司令烟峻六大将还是坚持让疲惫不堪，刚从险境中侥幸获胜的日军做了一个短期休整。
蒋介石在衡阳陷落一周后，终于作出了安排：“派第79军接防衡阳近郊任务；第46军调回广西，归还第四战区建制；第62军待交防后，在洪桥集结待命……”
蒋介石的这个命令是让国军部队退出衡阳战事，但已经为时已晚了。第79军刚接防到第62军、46军的阵地，立足未稳，日军第二天便包抄夹攻过来，一路突进，第79军防线太长，防守未及一天便败下阵来，全线崩溃。第62军刚交防一天，才向洪桥行进，日军便追击上来。第62军的157师被包围，好不容易钻出重围，这样一路紧跑，日军则一路紧追，跑到洪桥时根本无法立足，以前构筑好的阵地也只好放弃。之后，日军抄近路，部队只有仓促应战，杀开血路后撤。一路日军则直插洪桥到祁阳的道路，部队只有钻山路小道，辎重全部丢弃。第46军一个师被堵在了铁路以东，部队失去控制，军找不到师，师找不到下属个部队，只好各自突围。第79军情况更糟，被日军一路追着打，一直到祁阳以东才收住脚步。
这时，第79军和46军接到军委会命令，到冷水滩湘桂铁路附近及其以北地区占领阵地，阻挡日军部队进攻。日军也毫不停歇，立即兵分三路，中路日军2个师团沿湘桂铁路向冷水滩方向开来，右路1个师团由衡阳出发经宝庆边界芦洪市向东安县方向进发，左路2个师团也由衡阳出发，溯湘江而上，直插零陵。显然，第79军和第46军的防守侧翼受到左右两路日军的包抄夹击，第62军已经从洪桥北侧的山区转向武冈方向，一时难以收拢回来。
于是，第79军、46军两个军只好匆忙构筑工事防御。但喘息未定，9月2日，日军主力部队已经沿湘桂铁路北来，与前沿部队接了火。激战两日，双方互有伤亡。日军向零陵方向前进的两个师团已经越过祁阳以南地区的湘江西岸；由保庆方向向东安前进的日军，其先头部队已经越过芦洪市。这两路日军已经形成对第79军和46军的包围态势。第79军军长王甲本下令各部队撤离阵地向东安县方向转移。
9月6日晚，第79军军部在东安县玉七亭附近与日军包抄部队遭遇，军指挥部受敌****扰。王甲本军长命令本军第98师292团扫清前进障碍，占领山口镇，以保证军部安全通过。但第292团团长王卓如行动迟缓，贻误战机，山口镇被日军侧翼骑兵搜索部队抢先占领。当此危急时刻，王卓如未能及时反击，也未能将情况报告反馈到军部。
9月7日天刚破晓，第79军军部先头部队手枪连已通过玉七亭坡下到山口镇东侧的平缓地带。王甲本率军部人员及直属部队以单行纵队在后跟进。刚过玉七亭下坡，一军部参谋在望远镜里看到山口镇村庄有无数高头大马疾行而来，虽然已经命令王卓如团占领山口镇，但哪里有这么多骑兵？
王甲本将军等人停驻下来，感到情况不妙。顷刻间，手枪连已经与日军骑兵部队接上了火。军部伫立的一干骑马人员立即成为日军骑兵部队攻击的目标。其中，王甲本中将的目标最为突出。日军的机枪火力集中向玉七亭坡下扫来，同时，日军骑兵一部一路直奔王甲本军长一行而来。
王甲本与副官们急忙还击，拨马撤至玉七亭东侧，身边只剩下侍从副官吴镇科，王甲本已经中弹负伤。但他行伍出身，鞍马娴熟，依然还击不缀，被日军10余骑团团围定。王将军负伤坠于马下，仍然与日军骑兵作殊死搏杀。待部下找到他的遗体时，但见他浑身多处荡伤刀痕，面部受到重创，双手被刀锋绞得血肉模糊，显然是与日兵搏斗到最后一息。吴副官也残死刀下。
官兵们含泪收硷了王甲本军长和吴副官的遗体。因战情危急，只好就地草草埋葬在山口铺东北侧的芭蕉村张家冲后山坡上。
王甲本将军时年43岁，云南讲武堂毕业，在滇军中颇有功名。在抗战中，身为高级将领，与敌徒手搏斗而壮烈牺牲者鲜有此例。
第79军就此在冷水滩以西全部陷入日军包围；第64军受创后且战且退，向武冈转移。
由于军长牺牲，第79军在第98师、194师师长率领下向北突围。但连续冲击4次，均未奏效，部队伤亡惨重。日军的包围圈越缩越小，时间紧迫，部队乃改向东面突围，两位师长互相配合，用佯攻调动日军兵力，第194师师长龚传文发现阵地东北角，有一条水沟，自东北流向西南，形势非常隐蔽，经侦察日军对这条水沟没有布置火力封锁。于是，龚师长马上命令部队行动远离这条水沟，以免引起日军的注意。入夜后，在当地向导的带领下，以师部搜索营为先导，顺水沟摸行，第194师终于突出重围。第98师用突击队攻击日军东面比较薄弱地段，打开缺口后，再向两边打，扩大缺口，部队突出后，迅速向东转移，一抹一转折，第98师也艰难地突出重围。
日军称他们这次行动为“洪桥会战”。日军战略目标的横扫面涉及湘桂铁路沿线，湘南及湘西南10多个县。日军摆开打大歼灭仗的架势，迂回包抄，穿插追击，所到之处，横冲直撞，如入无人之境。这些日军皆是刚从衡阳撤下来的部队：第3、第13、第37、第40、第58、第68、第116师团。打下了衡阳，这些部队的战斗力和精神状态好象得到了迅速修复。恢复了他们对国军部队作战时的贯常的骄横卤莽，攻击和包抄有如一号作战计划第一阶段那样的迅捷和麻利，唏里哗啦地冲断了国军的三道防线，即衡阳外围防线、洪桥防线、冷水滩防线。国军的第62军、第79军、第46军、第100军均受到重创。在此会战之前，这些部队都是具有攻击能力的生力军。但此后转入桂柳作战后，都呈现出兵员短缺，武器破损，装备丢失，士气低落，很难当一支独立的部队来使用了。但是岛贯大佐要打一个歼灭战的计划也没有实现，除了击溃和重创国军部队外，全歼一个团的记录也没有。