从6月28日到7月2日，是日军第一次总攻的关键期。日军连续五昼夜的全面进攻中，除了黄昏、拂晓和午时这三个时段，战况稍微沉寂停顿一二小时外，其余时间，由于日军无休止的进攻，双方也就无休止地战斗，进行昏天黑地惨烈无比的生死大搏杀。
双方好象约定好似的，你来我往，按部就班，例行战斗。
日军的进攻“三部曲”是：先以空军飞机轰炸，继之以炮火和毒气袭击，待国军阵地官兵处于半瘫痪状态时，其步兵方发起猛烈冲锋。运动与火力的配合，步炮空各军兵种的协调，就像在进行日常的战斗演习。一动一静，几乎与步兵操典、野战教程原则一模一样。
对于日军的“三板斧”，国军则针锋相对：当日军飞机空袭和炮火轰击时，国军官兵都躲在防炮洞、散兵坑和掩蔽部里隐蔽待命，以避免过早发生重大的伤亡；待日军进至距我阵地近前，日军炮火为避免炮火伤其步兵而延伸至国军阵地后方时，国军官兵开始从各种隐蔽处露出头来，配合阵地前各种障碍物，发挥侧射与曲射火力，将日军歼灭于阵地前。即令日军已经突入国军阵地内。国军官兵合力用刺刀反冲锋，拼死将日军击灭于阵地之中。
两军如此针锋对麦芒，血肉相拼，往来搏杀，竟使得源远流长，工商繁荣，锦绣富庶的衡阳古城，变成了古今罕见的大屠场。直杀得天昏地暗，日月无光，尸横遍野，血流成河。
由于日军无休止的进攻。国军前线各处纷纷告急。
南郊江西会馆外新街与五桂岭南端阵地，28日、29日连续遭到攻击，先后都曾经被一部分日军突入。经国军预备第10师28团第3营营长李若栋少校亲自指挥预备队连反冲锋，均将日军击退。该营阵地内和障碍物前日军遗尸300具以上。
李营长左腿负伤被后送医院，由副营长翟玉岗少校升任营长。
南郊141高地与枫树山阵地，为28团第1营和第2营所据守。最初的两日之日军进攻，均为国军轻重火器火力击灭于障碍物之一线。
6月30日至7月2日，141高地曾三度被日军侵入。28团第1营营长赵先民少校先后使用两个连的预备队，轮番上阵，猛烈反攻，终于消灭日军一个大队1000人以上的人枪。虽然暂时保持了营阵地的完整该营亦伤亡过半。阵地前的障碍物也被破坏殆尽。
南郊湘桂铁路机修厂及其西侧高地，为国军30团3营据守。在枫树山和张家山两大据点的强大火力交叉掩护下，日军白天行动困难，于是改在晚间进行连续进攻，结果大部被击毙。7月1日夜，机修厂曾一度被200余日军突入。3营营长周国相少校亲率预备队连反冲击，终于在天亮前将日军大部歼灭。少数日军占据民宅，负隅顽抗，直到午后方才肃清。该营伤亡甚大，形势危急。
南郊张家山是确保衡阳西南的重要防线之关键所在。负责这一带防守的预备第10师师长葛先才少将一直呆在五显庙师指挥所里。此指挥所距离张家山主阵地仅700米，距离肖家山30团团指挥所仅300米，目力所及，全师各阵地尽入眼中。他必须密切调配兵力，相互支援，确保张家山阵地万无一失。但他自身亦置于日军狙击手的火力范围之内。当时，日军的三八大盖有效射程为2000米，1000米以内为最大的杀伤效果区。参谋人员都劝他应将指挥所设在城内。但他坚决拒绝。开玩笑说：能打死我的阻击手还在他娘肚子里没有出生哩！