12月28日，预10师师长方先觉根据军部作战方案，在师部召开紧急会议，报告敌情。他在会上说：“此次固守长沙的任务，虽艰巨而必达成”。同时他指示师部各处和所属各部应立即做好战斗准备。在军部召开的作战会议上，方先觉坚持不当预备队，要求军长李玉堂授予固定任务，如不达成，愿受军法制裁。李玉堂经过再三研究，最后决定预备第10师守备长沙城南门。
12月31日，日军经侦察得知，守备长沙南门的是预备第10师。由于这个部队在番号前有“预备”两字，日军误以为该师是预备部队，战斗力弱，是整个城防的薄弱环节，便将作战计划定为“长沙南门为重点攻击目标”。当预10师部队进入阵地后不久，其所属第29团的前哨阵地即与日军骑兵开始接触。元旦拂晓，日军以步、骑、炮兵与飞机同时向29团阵地发起猛烈攻击。在团长张越群的率领下，29团官兵奋勇作战，多次打退日军进攻，但该团队也死伤惨重，在坚持到上午11时许，全线溃退。
方先觉在得知消息后，立即命令第28团团长葛先才率领所部去堵住缺口。他在与葛先才的通话中说道：“艺圃啊！现在看你的了。现在张团长已撤下，你马上派人收容整理，归你指挥，我全力支持你，要部队我随时增援，你一定要顶住呀！”。艺圃是葛先才的号。在得到团长葛先才坚定的回复后，方先觉的面容才顿显宽舒。
部队坚持入夜后，司令长官薛岳电话询问战况，最后问方先觉子珊啊，能守几天呀?方先觉回答:能守一个星期!薛岳接着问:如何守啊?方先觉回答道：“第一线守两天，第二线守三天，第三线守两天!”
通话结束后，方先觉即写好遗嘱，嘱副官主任张广宽将遗嘱交付其家属。次日，《长沙日报》即以头版大标题：“方师长誓死守土，予立遗嘱。”并将遗嘱全文刊登。遗嘱内容如下：
蕴体吾妻：
此次我军奉命固守长沙，任务重大，长沙的存亡，关系抗战全局的成败，我决心以身殉国，设若战死，你和五子的生活，政府自有照顾。务令五子皆能大学毕业，好好做人，继我遗志，报效党国，则我含笑九泉矣。希吾妻勿悲！
夫子珊。民国三十一年元旦。
1943年1月2日，战斗更为激烈。第28团与陈希尧团长的第30团并肩作战，其中第30团以一个营奇袭白沙岭日军，击毙日军中队长。此一战绩在第二天被长沙各报章争相报道。预10师在南门与日军血战四昼夜，使日军久攻不下。逼的日军改变原定目标，转而向长沙城其余各门进攻。结果因兵力分散，反而使局面变得对国军更有利了。
最后，第10军在得到友军解围部队增援后，迫使日军放弃了夺取长沙的目标。战后，军长李玉堂升任第27集团军副总司令，方先觉升任第10军军长，同时兼任长沙警备司令。预备第10师师长职务则由副师长孙明瑾升任。