1941年12月8日拂晓，日军偷袭美国在太平洋上的海军基地珍珠港，宣告太平洋战争爆发，第三次长沙会战已不可避免。战前，国民政府军事委员会高度重视，责令李济深、贺衷寒、熊式辉、张发奎、薛岳、顾祝同、白崇禧、林蔚等人拟订作战计划。在具体起草中，这些名将并没有具体参与，具体拟订工作由吴石负责。
在制定作战计划中，吴石与参谋们反复认证，认真总结抗战以来历次会战失败的教训。根据第一次长沙会战、上高会战，尤其第二次长沙会战的实际情况，提出要改变以往会战分散兵力层层设防，与日军进行阵地防御战而被日寇的飞机重炮大量杀伤的呆板模式。认为只要以部分兵力坚守正面既设阵地结合铁丝网、明暗火力点，逐次消耗日军的有生力量，并主动转移至日军的侧翼、继续进行抗击，结合夜袭、侧击、伏击、尾击等各种手段消耗日军战力，待日军进入预定决战区域，看准时机，趁日军攻击受挫之时，集中绝对优势的兵力，将日军一举围歼。明显改变的作战思路，充分显示吴石将军和参谋人员过人的智慧和胆识。自然，经过深思、比对制定出的作战计划得到各方首肯，也得到薛岳将军⑩在内的一线作战人员的良好贯彻。以下摘录的是《作战计划》中的一部分内容，其具体、周详、周密，在实战中得到检验，也证明《作战计划》的科学性、针对性。
敌情判断
敌人再次向本战区进犯时，仍有两种可能，一种可能是：以全力由湘北进犯，重点仍保持于其左翼，索取我军右翼包围攻击。另一种可能是：以主力由湘北进犯，其重点指向与上项同；各以一部分由南昌、武宁、通城进犯，策应湘北的作战。
作战方针
战区为诱敌深入后进行决战之目的，在敌进攻时，以一部兵力由第一线开始逐次抵抗，随时保持我军于外线；俟敌进入我预定决战地区时，以全力开始总反攻，包围敌军并歼灭之。
指导要领
（一）敌以全力由湘北进攻时，预定在长沙外围与敌决战，重点保持于长沙以东地区。
（1）湘北守军于敌人进攻时，先应利用既设工事拒止敌人。继应，一面采取逐次抵抗，消耗和迟滞敌人（在逐次抵抗中，敌压迫我左翼时，可作适当的抵抗；敌压我右翼时，则主动先撤退左翼，再适时撤退右翼，防止陷入内线，招致失败）；一面在逐次抵抗中，适时作如下处置：以一部向梅仙、平江以东外线转移；以一部分别潜伏于汨罗江、捞刀河间各偏僻地区；以主力向相公市、沙市街以东外线转移。尔后，各潜伏部队应俟敌大队通过后，自动起来攻袭敌后，并阻止敌军撤退；并于总反攻时，待命以一部向西进攻，扼守汨罗江北岸，遮断敌军退路，以主力向捞刀河以北攻击，使围攻长沙之敌不得退过捞刀河北岸。
（2）赣中、赣北守军，在敌军进攻时，应以一部守备原阵地，以主力向浏阳以东地区前进；于总反攻时，待命由浏阳地区向长沙以东攻击。
（3）战区直辖各军：以一部及炮兵占领长沙岳麓山核心阵地，构筑坚固工事并确保之。直辖各军主力于总反攻时，待命由株洲、普迹地区向长沙以南攻击。
（4）湘北各挺进部队在敌军开始进攻时，于新墙河以北扰乱敌后；俟敌主力渡过泪罗江后，转移至新墙河以南地区活动；尔后阻扰敌军的撤退。鄂南挺进部队于敌攻击开始后，集中力量向蒲圻、临湖线及崇阳、通城线不断攻袭破坏，扰敌后方。
（二）敌以主力由湘北进犯，同时亦各以一部由南昌、武宁、通城向我军进犯。
（1）赣中、高安方面
南昌方面之敌沿湘赣公路进犯时，高安方面守军应利用现阵地拒止敌人；继应保持袋形态势，向上高附近进行逐次抵抗，以消耗迟滞敌军：尔后依该地区控制部队之参加，重点保持于上高东南，反攻敌军并歼灭之。
赣北挺进部队于敌进攻开始后，应向德安、南昌线，德安、安义线不断攻袭破坏。
（2）赣北修水方面
武宁方面之敌，经修水、铜鼓进犯时，修水方面守军应利用现阵地拒止敌人；继应保持袋形态势，向铜鼓附近进行逐次抵抗，以消耗迟滞敌军；尔后依该地区控制部队之参加，重点保持于铜鼓东南，反攻敌军而歼灭之。
（3）鄂南通城方面
通城崇阳方面日军，经白沙岭、长寿街进犯时，九湖山、幕阜山地区挺进部队应扼险阻止敌人；尔后保持袋形态势，向嘉义附近进行逐次抵抗，以消耗迟滞敌军；南茶、九宫山地区全部挺进部队，应迅速向长寿街方向前进，由东向西进攻敌军左侧背。
梅仙、平江以东部队，必要时应以一部由西向东进攻敌军右侧背。
（4）湘北南江桥、新墙河方面
湘北守军、战区直辖各军及炮兵的行动，见指导要领（一）（略有不同）。湘北各挺进部队的行动与指导要领（一）的指导同。
兵团部署
（一）第十九集团军应以主力守备高安、奉新方面现阵地，以一部控置于上高附近。
（1）敌全力由湘北进犯时，应抽一个师向浏阳以东前进，待命归第三十集团军指挥，向长沙以东攻击。
（2）敌一部沿湘赣公路进犯时，第一线部队先应利用现阵地拒止敌人；继应进行逐次抵抗；尔后依控制部队之参加，在上高附近与敌决战。康景濂纵队应向德安、南昌线，德安、安义线不断攻袭破坏。
（二）第三十集团军主力应守备澧溪方面现阵地，以有力一部控置于修水附近。
（1）敌全力由湘北进犯时，以一部守备现阵地，主力向浏阳以东前进，并指挥第十九集团军一个师，待命向长沙以东攻击。
（2）敌一部由武宁方面经修水、铜鼓进犯时，第一线部队先应利用现阵地拒止敌人，继应进行逐次抵抗，尔后依控制部队之参加，在铜鼓附近与敌决战。
（三）湘鄂赣边区总部所属各挺进部队，应以九宫山、太湖山为根据，在幕阜山地区活动。
（1）敌全力由湘北进犯时，应集中力量向蒲圻、临湘线，崇阳、通城线，不断攻袭破坏，策应湘北的作战。
（2）敌一部由崇阳、通城方面经白沙岭、长寿街进犯时，幕阜山、九湖山方面部队先行扼险阻止敌人；继应进行逐次抵抗；尔后依南茶、九宫山方面部队之参加，在嘉义附近与敌决战。
（四）第二十七集团军
（1）第二十军应守备南江桥方面现阵地。敌全力或以主力由湘北进犯时，应先利用现阵地拒止敌人；继应一面逐次抵抗，一面向梅仙、平江外线转移；尔后待命向西进攻扼守汨罗江北岸断敌归路，或依情况派一部向窜至长寿街地区之敌攻击。
（2）第五十八军应守备新墙河方面现阵地。敌以全力（主力）由湘北进犯时，先应利用现阵地拒止敌人；继应一面逐次抵抗，一面向长乐街至三眼桥、汨罗江南岸转移。
第九十九军应守备湘阴至临资口、营田现阵地；第三十七军主力守备长乐街以西汨罗江南岸现阵地。
敌向汨罗江进攻时，第五十八、第三十七军一方面由汨罗江继续逐次抵抗；一面以主力向相公市、沙市街（按“指导要领（二）”为高桥、路口余田）以东外线转移，以一部潜伏于汨罗江、捞刀河间偏僻地区。
俟敌大部队通过后，潜伏部队自动起来攻袭，尔后并阻敌军的撤退。俟总反攻时，待命以主力向捞刀河以北攻击。
（3）第十军控置于长沙、株洲地区，加强长沙工事，准备固守长沙。
（4）由第七战区增援之第四军控置株洲、衡山地区，准备协同新增部队，向长沙以南或以东以南攻击；并依情况（敌单独由赣中或赣北进犯时）准备参加上高或铜鼓方面的决战。
这个计划除了上述敌情判断、作战方针、指导要领、兵团部署外，并有兵站设置及补给、交通、通信设施及破坏等项，还附有各种要图，铅印成厚厚的一册，发给军长以上人员研究，并让各集团军按照计划规定的任务和行动，侦察地形，制定局部计划，报长官部备核。这个计划下发不过一个多月，第三次长沙会战就开始了。由于长官部及各部队对这个计划要领研究到位，有效统一高层军官的认识。一切指导和行动，全战区都是一致的，都能符合这个作战计划的要求，没有发生龃龉。
至1942年1月16日，第三次长沙会战，日军以伤亡万人以上、被俘139人、被掳获步骑枪1138支、机枪115挺等的惨痛代价全线溃败。敌炫耀战力之企图彻底破产。
长沙之战之后，外国记者由军令部派员和中央通讯社及各大报记者陪同前来长沙，先由薛岳接见，然后由赵子立向新闻记者发布报告。报告内容中关于会战经过部分是真的，关于战果部分，如日军伤亡、我军所获战利品等则有所夸大。报告后，把作战计划拿给记者们看，一名美国记者问：“你们墙上挂的《会战经过要图》怎么和这计划中的《作战指导要图》一样，你们这个本子是不是打过仗才印的？"报告人反问：“要是打过仗才印的，是不是还可以叫做《作战计划》呢？"那个记者摇着头说：“怎么这样巧呀，神话！神话！"报告人说：“先生，认为这是神话吗？不是神话，是现实。任何一个战争，如果没有一点越前思想，根本就不能打胜仗；凡是打胜仗，或多或少地总得有些越前思想表现在计划上。你们国家作战也是这样。”