8月8日衡阳沦陷后，白崇禧从桂林急电蒋介石，建议速将衡阳周围的第四十六军、第六十二军调往桂林，并请将其他部队大部撤至祁阳、零陵至桂林一线防守。从日军的战略意图看，日军占领衡阳后，必将迅速西进，攻取其下一目标桂林。白崇禧的这一部署显然是正确的。蒋介石接电后，让军令部加以研讨。而军令部建议将主力部队仍留在衡阳周围继续攻敌，其理由是：(1)前线撤兵，敌必跟踪深入;(2)激战之后，部队急撤，有溃退之虑;(3)撤兵影响人心与盟军观感;(4)目前态势，地理比较有利，利用现形势打击敌人，较退保桂林有利。军令部还建议蒋介石将白崇禧调回重庆。蒋介石再次接受了军令部的建议而否决了白崇禧的主张。8月10日，蒋介石电令各军反攻衡阳。12日，蒋介石再次训令各军“以攻为守，并袭扰敌后方”。
湖南会战的结束时间，历来以8月8日衡阳沦陷为标志。实际上，在衡阳失守以后的一段时间里，蒋介石仍命令国军继续在衡阳周边地区攻击敌人。直至8月下旬，蒋介石才放弃反攻衡阳的企图，调整部署，开始转向沿湘桂路两侧组织防御。8月24日，蒋介石判断“敌主力向衡阳西郊集中，似有沿湘桂路西犯之企图”;9月1日，蒋介石确悉日军更有深入广西之企图，命令第九战区抽调主力准备参加湘桂沿线作战。9月7日，日军攻占零陵，零陵，今湖南永州。整个湖南会战基本结束。
9月11日，军事委员会筹商湘桂线防御事宜，白崇禧再次力主撤全州兵力以增保桂林，其意以全州既难久守，不必徒作无谓牺牲，并请增兵桂林，担保桂林可守三四个月以上。徐永昌则以现时运至全州弹药，足供三个月之用，而且全州地形较衡阳为佳，尤利于守，似宜定一防守期限，纵即不能如期，亦可令其突围而出。这一次，蒋介石总算接受了白崇禧的主张，但为时已晚。桂林很快亦沦入敌手。
