薛长官对天炉战法的解释是“天炉战者，为在预定之作战地，构成纵深网形据点式阵地，配置必要之守备部队，以伏击、诱击、侧击、截击、尾击、堵击诸手段，逐次消耗敌力，挫其锐气，然后于决战地使用优越之兵力，施行反击及反包围，予敌以歼灭打击。盖为后退决战方法，因敌之变化而变化之歼敌制胜新方略，如炉熔铁，如火炼丹，故名。具体来说，天炉战法的指导思想就是当日军起进攻时，战区的部队在保存自己的情况下，节节抵抗，节节后退，尽量地拖累和疲耗敌人，达到这一目的后，便自动向斜侧后方山地撤退(不是直线撤退)，绕到敌人的包围线外面去，从更大的层面上形成对日军的反包围，砌成两面天炉之壁。同时，在中间地带，彻底地破坏交通道路，空室清野，诱敌至决战区域，而断其后路，从四面八方构成一个天然熔炉，最后将包围之敌予以歼灭。”
在台下的刘建业听了以后非常高兴，这就是久已闻名的“天炉战法”，薛长官的成名绝技。薛长官就是依靠这套战法，和小鬼子在湖南周旋多年。从战区的各方面情况来看，以刘建业的角度，这套天炉战法，显然要比前两次会战的战法更加合理。
会后,第九战区根据天炉战法的要领制订了新的作战计划。其基本内容为：敌情判断：“日军再向本战区进犯时，有两个可能：一是全力由湘北进犯，重点保持于左翼，索取我军右翼包围攻击；一是在主力由湘北进犯，重点亦指向左翼，但各以一部分由赣北进犯，以策应其湘北主力的作战。”作战方针：“战区以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，包围敌军而歼灭之。”指导要领：“预定在长沙外围与敌决战，决战时重点保持于长沙以东地区。湘北守军于敌人进攻时，先应利用既设工事拒止敌人。尔后一面采取逐次抵抗以消耗、迟滞敌人，一面以主力向伍公市、沙市街以东外线转移，同时以一部向梅仙、平江以东外线转移，一部分别潜伏于汨罗江、捞刀河间各偏僻地区。当敌军大部队通过后，自动起来攻袭敌后并阻止其撤退。至总反攻时，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进攻，使围攻长沙之敌不得退过捞刀河北岸。赣中、赣北守军，于敌进攻时以一部守备原阵地，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。战区直辖各军，以一部及炮兵占领长沙、岳麓山核心阵地，构筑坚固工事而确保之。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。湘北各挺进部队，于敌开始进攻后，在新墙河以北扰乱敌后；俟敌主力渡过汨罗江后，转移至新墙河以南地区活动，尔后阻挠敌军的撤退。鄂南挺进部队于敌攻击开始后，集中力量向蒲圻—临湘线、崇阳—通城线不断攻袭破坏，扰敌后方。”日军如由南昌、武宁实施牵制性进攻时，则守军分别诱敌至上高东南、铜鼓东南和嘉义附近地区，“反攻而歼灭之”。
形成了完整的作战方案后，薛长官令各部队做好相应的作战计划；同时，下令实行全民总动员，破坏道路，向水田蓄水，组织战时民工队等，全面加强战备。
第九战区觉日军调动频繁，向湘北、赣北集中兵力，其飞机不断侦察守军阵地，并抢修白螺机场及九江机场，判断日军将再攻长沙，遂积极进行战备。至2o日，日军进攻企图已极明显，军事委员会下令命第第79军分别开至宁乡、益阳和渌口、株洲地区，归第九战区指挥；同时已南下至曲江的第4军返回至株洲、渌口集结待命，在广西宜山的第74军调驻衡阳;原在湘潭株洲一带的新第九战区指挥。
12月14日，阿南惟畿令参加进攻的日军开始向岳阳以南预定的地区集中。第6师团于第4o师团于21日在托坝附近集结完毕。由于中国游击部队的袭扰和破坏铁路，第3师团迟至25日才全部到达龙湾桥附近。为了掩护其主力部队集结和展开，第第4o师团的先头部队自18日起即各以一部兵力向新墙河以北中国守军的前进阵地攻击。
傍晚，日军在雨雪交加中向新墙河南岸守军阵地起了攻击。
当时，防守新墙河南岸阵地的只有第第2o军1个军。沿新墙河南岸，由左至右为：第133师防守磊石山、鹿角、荣家湾、新墙之线，第134师防守潼溪街、杨林街及油港河南岸草鞋岭、方山洞之线。新墙河以北的筻口等地设有前进阵地及据点。暂编第54师位于幕府山以北，警备九岭、麦市、斗米山之线及通城等前进据点，以保障新墙河阵地的右侧背。在第第第第2o军的作战。因为，薛长官并不准备在新墙河一线与日军大打。第2o军的主要任务是阻敌，尽可能地耗损敌人的力量，疲劳敌人，顿挫敌人进攻的势头，延缓日军南下的步伐。
第2o军出自于川军，现任杨军长，四川广安人，从云南讲武堂毕业后，一直在川军中任职，于第2o军军长。该军只有两个师的编制，而在新墙河北岸集结的日军有3个师团。以两个师的兵力要完成阻击装备优良的3个师团的日军1o天的任务，其困难可想而知。
但第2o军没有临阵退缩。为了完成阻敌任务，杨军长要求守军各部在占领阵地时，做到据点