历朝历代，衡阳自古就是兵家必争之地。因为她占据着太重要太重要的地理位置，为东南西北之交通枢纽。然而，美丽富饶的衡阳又天生不是一个好战场，特别是作为防守方来说更是如此。故历史上围绕衡阳的战斗常常是拉锯战，南来北往，东拉西扯的，攻守之易常在旬日之间。
日军对衡阳的地势很不在意。就以往日军攻克的城镇而言，衡阳可以说是无险可守。衡阳地处湖南这个大马蹄型区域的中缝交汇处，衡阳盆地虽然河网纵横，水田与鱼塘密布，不利于机械化部队大规模快速推进。但一旦兵临城下，衡阳则无险可守，难以抵挡对手进攻。东面的湘江、北面的蒸水虽然是拱卫衡阳的天然屏障。但一旦合围形成，这蒸湘之水又无异于紧勒守军于绝境的绞索。日军对南面和西南面的丘陵状的小山包并未放在眼里，这些号称五桂岭、虎形巢、枫树山、张家山的重要高地实际只是一些标高不过四五十米的土岗。据说第10军在这里临时匆忙构筑了一些工事。但草草而就，半月时间，能会有什么永久性工事，还不都是一些炮火足以摧毁的一般性野战工事，较之长沙的国防工事差之甚远。对于日军攻击的老对手第10军来说，第三次长沙会战中防守是很成功的，那是因为长沙的永久性国防工事完备而坚固无比，加之岳麓山炮兵居高临下的密集射击，而当时日军重武器没有运到长沙。这一次日军运足了重炮等装备，而第10军一则无险可守，二则刚解常德之围，师老兵疲，装备补给未至，兵员补充未齐，看来难以有所作为。
但一经打起来，日军逐渐发现衡阳守军的工事设计精巧无比，几乎每条土坑沟墁、每一个水田鱼塘都发挥了它的防守价值。其防守的立体几何的空间意识发挥到了极致。日军在这些看起来毫不起眼的的山冈土包、沟坑凹墁、田基塘坝面前吃尽了苦头。首攻的日军根本没有想到一号作战的宏图大志险些就栽在了这些不起眼的小山土包下面。
日军按严格的总攻操典、野战教程原则，多轮次的轰炸炮击，勇敢的冲锋突击，招数按章循法，疏密相间，待地动山摇的狂轰烂炸之后，日军便端着刺刀冲击。然而，这时，守军则不慌不忙地从掩蔽部里出来进入阵地，待日军快要冲入阵地时，步枪、轻重机枪突然齐射，侧射火力交叉勾织。用两侧的交叉火力封锁住缺口，将后续之敌隔断，正面的火力待敌之仅隔咫尺之间时方疾风骤雨般突发。这样有序的节节发射，对日军造成极大之伤亡。有的被击中的日军士兵摇摇晃晃几乎扑到第10军射手面前，龇牙咧嘴，双目暴突，颓然倒下。而即将突入守军阵地之敌，第10军勇士们以正面的手榴弹、近战拼刺刀，将突进之敌尽数歼灭于阵地之内。这在战况极为混乱惨烈的情况下，极难把握好，弄不好阵地很容易被敌突破。而第10军预备第师的连排一级军官们应用此战法熟练之极，臻于化境。
这些情况，不但日军中下级军官没有预料到，就连第68师团师团长佐久间为人中将、甚至日军前线最高指挥官横山勇司令官等高级将领都没有预想到。那些糊里糊涂做了异国他乡之鬼的日本兵就更料想不到了。
大战初期，衡阳机场虽然为日军所占，但由于国军撤离时将其破坏严重。故制空权应在国军手中。中美联合空军，从湘西芷江机场和广西桂林机场不时派飞机前来助战，大涨了守军士气。
6月28日上午，衡阳上空碧空如洗，万里无云。从桂林机场起飞的中美联合空军p-40战斗轰炸机六机编队正进入衡阳上空。这是英雄群体——志航大队的一个分队。大队长是国军年轻的空军的著名的战斗英雄高志航，曾击落日军飞机十一架。这次执行任务的空军分队长陈祥荣上尉是航校第11期高才生，高大队长的得意飞行员。银鹰展翅凌空，陈分队长飞在编队的最前面，刘宝麟副队长和陈履元、董启恒等率领的两个小队紧随其后，与迎面而来的雨云搏击。他们此行的主要任务是飞到最低，以便侦察敌我的具体位置和行动状况。然后对敌轰炸扫射，以支援地面部队作战。机队穿过湘西南的崇山峻岭或宽大或狭窄的河谷地带，仅以距地1000米的高度来到衡阳盆地的边沿。陈祥荣带着临战前激动的心情，首先临空观察起来：
俯憾衡阳大地，只见纤脉纵横，一望无际的水稻绿浪翻滚；湘江、蒸水河、耒水河三江汇流，绕城带乡，平静地向北流去；一个个鱼塘像一块块玻璃明镜似的，反射着迷人的光芒。一座座城镇、一个个乡村间杂在青山绿水之间。多么美丽的家乡呵！现在却要承受战火的烧烤，敌军的铁蹄已经在践踏着她美丽的身躯。敌人还幻想将她霸占去！休想！渐渐的，编队飞临了战区上空，地面上，鏖战正酣，特别是在衡阳城南和城西南两面尤为剧烈。只见火光闪闪，硝烟阵阵。不久，就接到地面请求空中支援的信号。