此时王耀武率十八军、七十三军、七十四军、一零零军及湖南省吴奇伟所率保安部队共约30万兵力迎击敌人，经过周密部署，决定将主战场选在雪峰山之东南麓，并且选择有利的地形，构筑复杂的工事，争取战役的初期就能遏止敌人。日军采取以联队为作战单位的运动战术，轮番强攻，冒险西犯。王耀武部则以逸待劳，给敌人以迎头痛击，初战即获胜利，打死打伤日军5000余人。
初战告捷，军队士气大振。战役历时近两月，日军多次进攻均被击退，后来中国军队从防御转入进攻，日军狼奔豕突，溃不成军。雪峰山一战，国军消灭日军两万八千余人。不久后，宣布投降，王奉命在长沙衡阳地区受降。日军第20军指挥官坂西一良中将高举战刀，毕恭毕敬地呈献给令他心服口服的王耀武。
战果毙敌28174人，俘敌军官17人，士兵230人，战马347匹，火炮24门，机枪100挺，步枪1300余支，其他战利品20余吨。
