20日，日军第11军命令第106师团在消灭高安附近之第9战区守军后，以一部掩护左侧背，主力进入修水、三都附近，切断第30集团军和湘鄂赣边区＃＃＃军的后路。据此，日军第106师团即以佐枝支队在奉新西南地区实行防御作战，以1个旅团开赴武宁，主力则在上富附近集结，准备西进。第32军一部则乘机于21日乘夜北渡锦江，击退日军，并于22日收复高安。
23日，日军第l06师团主力开始向修水方向西进。25～26日，日军第106师团一部攻占上富、横桥、甘坊，另一部经九仙汤、沙窝里突进至修水东南约30公里处的黄沙桥。展开对中国第30集团军王陵基部的攻击，30集团军且战且退。同时，罗卓英急调第60军和第74军对西犯的日军分别进行堵截。继而，双方在上富、冶城、甘坊一带展开了拉锯战。中国军队以攻为守，调集几个师的兵力向甘坊一带反击，以达到消耗该部日军兵力，阻滞其西进鄂南、呼应湘北的目的。25日至27日，第184师由南向甘坊攻击，第15师在甘坊西与敌战斗，第183师在甘坊西北的九仙汤、刘庄一带与日军激战。这3个师的攻势遇到顽强抵抗，未能收复甘坊，但也拖住了日第106师团不能远行。薛岳想再创一次万家岭大捷，吃掉这个当时险遭全军覆灭的日军特设师团，遂令罗卓英增调第72军和第74军的第57师，连同第183、第184师，将日第106师团包围于甘坊。但是，该师团居然于10月3日冲出重重包围，并继续西进攻下大瑕街、石街，达到预定的赣北西行最远点。这时，主战场的日军已经开始后撤，106师团牵制赣北国军的任务已经完成，5日，薛岳再次电令罗卓英、高荫槐、王陵基督饬所部，务必将日第106师团全歼。结果，当中国军队发起进攻时，该师团以反突击冲出中国军队的重重包围，撤回武宁据守，赣北作战至此结束。
鄂南方面支作战
9月21～22日，集结于湖北通城的日军第33师团，在师团长甘粕重太郎中将指挥下，在鄂南发起攻势。其目的是从东边避开g军队沿新墙河、汨罗江设置的两道防线，在平江地区与湘北日军主力夹击部署在新墙河、汨罗江防线的g第15集团军。日军第33师团是1939年2月才在日本仙台编成的警备专用三单位制师团，第9战区对鄂南方向进行防御的是杨森的第27集团军。日军第33师团由通城南犯后，首先以一部兵力向第79军正面阵地南江桥进行佯攻，同时，另以一部兵力准备绕过幕阜山东侧，经白沙岭向长寿街推进。杨森很快判明日军是企图切断第79军退路，然后加以包围歼灭。他立即向薛岳报告，同时急令通城以南的第20军由西向东侧击日军。薛岳接到报告后十分震惊。这股日军若是与湘北日军会合，那么部署在新墙河、汨罗江防线的第15集团军就会受到夹击，后果不堪设想。于是，他急忙调第8军前往增援，同时命令湘鄂赣边区游击总指挥樊崧甫，以大湖山、九宫山方面的部队由南向北尾击和由东向西侧击敌人，对日军构成南北夹击和包围的态势。
22日，日军占领麦市西北的高冲、塘湖市、鲤港；23日，又围攻麦市。第79军第140师因伤亡过重，撤出麦市，随后，在麦市以南地区与赶来增援的第20军第134师并肩战斗，继续阻敌南下。日军在攻占麦市、桃树港后，继续向南攻击前进。第20军第133师在苦竹岭、南楼岭、葛斗山一带设防。但因兵力单薄，在日军的进攻下被迫撤走。次日，第140师1个团经过反攻，夺回南楼岭、葛斗山两高地。日军第33师团被阻止于大白塅、鸡笼山、磐石、箭头、麦市之间，不能前进。乃改向苦竹岭攻击，然后进入修水县之桃树港，向长寿街方向前进。途中又遭到第20军第133、第134师在白沙岭堵击，第79军第82师及第98师在右侧面的侧击，到桃树港时，又被第140师侧击，伤亡较大，进展缓慢。30日，日军第33师团攻占朱溪厂，主力进入长寿街、龙门厂、献钟一带，在献钟以西三眼桥与奈良支队先头部队会合。日军两条战线联成一线，但预计包围的中国军队15集团军已经后撤。2日，第33师团开始后撤。后经渣津东攻修水策应第106师团撤退。第79、第8、第20军及第30集团军互相配合，多次对撤退的日军进行截击、夹击。10日，撤退的日军退回通山、通城一带原防地。
湘北方面主作战
第一次长沙会战在湘北主战场打响的时间是9月18日。日军投入进攻的部队是第6师团、奈良支队和上村支队约5万人，向新塘河以北的中国军前沿阵地发起攻击。在湘北方面担任守备的g军队是由关麟征指挥的第15集团军。其部署是：第52军扼守第一道防线，即新墙河防线，配置在右起杨林街、左至洞庭湖东岸的九马嘴一带；第37军守备湘阴以北至洞庭湖东岸的江岸；第73军控制着汨罗江地区，构成第二道防线。
日军在攻下第52军两处警戒阵地的同时，也攻占了第52军在新墙河北岸下燕安、马家院等前进阵地的重要据点。第52军部队被迫撤退到新墙河南岸。关麟征在接到第52军在新墙河北岸全部警戒阵地和前进阵地失陷的报告后，立即命令第37军除留下1个师守备营田外，余皆调至新墙河南岸，协同第52军守备新墙河南岸阵地。第37军原防线交给前来增援的第70军守备。
9月23日晨，日军第6师团和奈良支队先是集中80多门火炮向防守新墙河南岸的第52军第2师阵地猛烈炮击。一小时后炮火延伸，日军第6师团在师团长稻叶四郎中将亲自指挥下，从七步塘附近开始强渡新墙河。但遭到中国军队的顽强阻击，日落时分，双方仍在新墙河一线对峙着。
但是，日军突然又使出一手杀招，上村支队奇袭营田。据冈村回忆：“此次会战，我最注意的是驻在江北的第3师团抽出来的上村支队的行动。因为该部队既不熟悉江南的地形，又要进入洞庭湖在敌前登陆，而且要求他们采取大胆行动，楔人敌军侧背。最初还仰仗海军方面的协助，同时将当时被免去关东军参谋转入我军司令部的迁政信中佐，派往该支队担任主要幕僚。9月23日拂晓，接到该支队在营田登陆成功的紧急报告时，才放了心。其后该支队以机动舟艇圆阵突破敌阵等特殊战例，成功地威胁了敌军主力的退路”。