在1944年春夏之交，日軍集結4個師團總共10萬餘人向湖南衡陽發動進攻。日軍此舉意在打通陸上交通線，摧毀中美空軍基地。打通湖南、廣西這條線後，日軍可直抵雲南、緬甸，加强對東南亞地區的攻勢。10萬餘名裝備精良的日軍信心十足，喊出“三天即可佔領衡陽”的狂妄言論。

中國方面迎戰日軍的是國軍第10軍，軍長是方先覺。自抗戰爆發後，第10軍轉戰大江南北，全軍上下同仇敵愾屢建奇功，是一支國軍中的精銳之師。在長沙會戰、常德會戰中，第10軍面對瘋狂進攻的日軍，力挫日軍鋒芒，沉重打擊了侵略者的囂張氣焰。但由於經歷兩場會戰，當衡陽會戰爆發的時候，第10軍僅剩下1.7人的兵力，與潮水般的日軍相比，我軍不僅人數不佔優勢，在武器裝備上劣勢盡顯。

衡陽會戰打的相當慘烈，方先覺率領1.7萬國軍死守衡陽，誓與衡陽共存亡。三天過後，10萬日軍不僅沒有佔領衡陽，反而損失慘重，日軍攻城先頭部隊第133連隊僅剩下200多人。氣急敗壞的日軍徹底瘋了，先後調運大批戰鬥機與轟炸機對衡陽狂轟濫炸。除了空中力量，日軍喪心病狂的向衡陽城釋放了芥子氣、毒氣彈。一眼望去，衡陽城已成廢墟，地面處處是死屍，血水流成一片，缺胳膊斷腿的傷兵扛著機槍依然堅守在戰鬥一線。

當戰鬥進行到第47天時，第10軍傷亡人數達15000人，其中7600人陣亡，其餘都受到不同程度的損傷。日軍方面，傷亡70000人，其中陣亡48000人。此時，衡陽北門被日軍攻破，第10軍糧草告罄，外無援軍，已經到了危急時刻。為了避免日軍狗急跳牆，重演“南京大屠殺”悲劇，也為了第10軍最後的血脈，方先覺與其餘6名將軍做出了投降日軍的决定。這是在抗日戰爭中，第一支被日軍俘虜的師級部隊。

日軍對於方先覺以及第10軍欽佩備至，打算將第10軍改編成“先和”軍，並委任方先覺為軍長，但遭到了方先覺的嚴詞拒絕。最後在1944年12月，日軍遵守“俘虜政策”，將方先覺等人放回重慶。蔣介石對第10軍舉行了隆重的歡迎儀式，並頒發“青天白日勳章”，對方先覺以及第10軍守衛衡陽進行了表彰。而對於投降日軍一事，蔣介石未曾追責。