第三次長沙會戰結束後，原國民革命軍第十軍司令員李玉堂公升任第27集團軍副總司令，軍長一職由原預備役第10師師長方先覺接任。
衡陽保衛前夕，蔣介石親自給方先覺打了電話，對方先覺說：“我相信你，只要你在衡陽堅守兩個星期，就能完成任務。 方仙珏道：“我該誓死捍衛衡陽，絕不後退一步。 ”
但後來的實際情況是，方先覺率領疲憊不堪的師第10軍，抵抗了比他大六倍的日軍，從1944年6月22日到8月8日，在孤立無援的情況下，堅守衡陽47天，這場戰役的悲劇全都令人感動。 但這支號稱“泰山軍”的部隊，也讓日軍受夠了苦頭。
衡陽戰役創造了我國抗日戰爭史上的多項記錄，是城區攻防戰中敵人數最多、正面作戰時間最長的、防禦時間最長的戰役，因此衡陽戰役被稱為“東方莫斯科戰役”。
在中國，日軍長期進攻衡陽，在太平洋戰區，日軍也在馬里亞納群島遭遇失敗，7月18日，東條英機召開了最後一次內閣會議，然後提交了辭呈。 同日，他辭去參謀長職務，19日辭去陸軍內政部長、軍需官職務，22日辭去總理職務。
8月6日，方仙珏從衡陽發出了最後一封電報，電報中可以看到方仙珏一行人當時的情況。 三天後，這封發給重慶最高統帥部的電報發表在重慶的《大公報》上。
方先覺司令員的“最後一封電報”：“軍委主席君堅，今天早上敵人從北城闖入，城內巷戰打響，我官兵疲憊不堪，沒有士兵擋住進攻，軍銜誓死報國， 並做了......履行軍人的職責”
再見！ 是生者的期盼，在此之前，加上了“來世”二字，它的悲哀也與之有關。
8月7日晚，方仙珏對援軍的渴望沒有音訊，終於聯絡上了他，卻沒有回音，方仙珏無比憤慨卻又無奈。 陷入絕境的方仙珏召集了幾位師長，商量最後的行動方案。 方仙覺道：“不是我們惋惜國家，而是國家惋惜我們; 不是我們不想要國家，而是國家不想要我們！ ”
他指示他的下屬起草了七項投降條件，其中主要有以下幾點：要求日軍保留第10軍; 要求日本人在不殺死俘虜的情況下進城; 要求日軍人道對待受傷的官兵; 要求日軍立即停火; 要求日軍派飛機派方仙覺到南京去見汪精衛; 第十軍沒有離開衡陽。
日方談判代表同意了這些條件，但8月8日，當方先覺率領周清祥、葛顯才、饒少偉等人聯絡日軍第11軍派往軍部的人員時，日軍司令員當場拒絕了方先覺的七個條件，要求他們無條件投降。 方仙珏勉強表示服從。
至此，衡陽之戰落下帷幕。 雖然戰鬥失敗了，但方仙珏的部隊死傷慘重以 60,000 人的代價，日軍傷亡人數達到 1 人9萬人，這個數字超過了衡陽守軍的總數。
方仙珏並沒有像傳說中的英雄那樣“自殺”，這讓當時一些旁觀者感到遺憾。 特別是據悉，方仙覺投降時，衡陽防線尚未完全突破，日軍直到8月7日晚才有把握迅速結束戰鬥。 而幾乎在方仙珏做出投降決定的同時，**的援軍也已經逼近衡陽的外圍。
除了遺憾，更令人費解的事情接踵而至。首先，方先覺成功從日占區逃回重慶，他的逃亡經歷存在爭議; 然後蔣介石和軍司令部並沒有像對待其他將領一樣對待方先覺，而是不但沒有懲罰方先覺，反而一再獎勵他，甚至稱他為“當代軍人的典範”。
關於日後如何解決方先覺等人的問題，軍方指揮部和蔣介石的提議是有分歧的。 軍事指揮部主張不任命他，但蔣介石直接任命他為第39軍副總司令兼第10軍司令員。
隨後，各國有地區的報刊統一發聲，斷然否認方先覺已經向敵投降。 12月11日，方先覺抵達重慶時，重慶各地都張貼著“歡迎抗日戰爭靈魂歸來”的標語，掀起了熱烈歡迎方先覺歸來的熱潮。
《大公報》12月13日發表社論，題為《向方先覺司令乾杯》。 社論說，方先覺等人“被精疲力竭俘虜”，方先覺本人“從敵人俘虜中逃脫，回到重慶”，“沒有失去中國士兵的正直”。 文章稱：“在衡陽戰鬥了四十七天的英雄方先覺司令回來了！ 我們忍不住向方司令歡呼：“我們的英雄回來了！ 我們的反戰精神又回來了！ ’”
以衡陽為例，每個大城市都打了四十七天，乙個接乙個，到處生死搏鬥，請問：日本侵略者的命運還有四十七天？ ”
救國**》12月20日發表社論《方先覺不愧張隨揚》。文章說：“方司令被敵人俘虜，是因為彈藥耗盡，沒有辦法自衛。 方司令和部下真的百分百盡職盡責，對國家、對指揮官、對人民都是值得羞愧的。 ”
就連日本鬼子也來湊熱鬧，他們後來在《日本皇軍最後一戰》中寫道：“我軍既不平易近人，也爬不上去，這種偉大的防禦工事，真是甲午戰爭以來第一次見到，也堪稱中國智慧和努力的結晶。 日本人甚至將衡陽戰役中建造的防禦工事稱為“方仙覺戰壕”。
然而，有一點讓人不解，那就是那不尋常的“最後一封電報”是如何在《大公報》上發表的，國民黨軍政各方面都不願意出面解釋。
方仙珏從衡陽發來的電報，並沒有走正常的匯報路線，而是跳過了軍指揮部，直接送到了蔣介石的議事廳，除此之外，除了蔣介石之外，沒有人承認看過電報的原件。
但是，軍事指揮部部長徐永昌反對公開發布“最後一封電報”的做法，他說：“這封電報一旦發布，如果黨認為他們被俘虜或做了不光彩的事情，豈不是被嘲笑了。 沒想到，“毒舌”徐永昌竟然成了預言，方仙珏向日軍投降的訊息在電報報出的第二天就傳來了......
客觀地說，方仙珏已經盡職盡責，他率領一支迫不及待增援的孤軍守住了衡陽城四十七天，已經創造了乙個奇蹟。 如果方仙珏在七月下旬突圍，說不定還是能成功突圍的，但方仙珏不願意把傷兵扔給日軍; 在與日軍談判投降條件時，方先覺試圖用有條件投降換取日軍對守軍官兵的人道待遇。 雖然最後被日軍拒之門外，但在方先覺率部投降後，被俘的第十軍官兵並沒有遭受大規模的**。
蔣介石對投降將領的態度一直很強硬，比如常德之戰後對成萬的處理。 1943年11月至12月，第74軍第57師師長於成萬率領8000名“湖本”部隊保衛常德，抵抗日軍第116師團3萬精銳士兵。 俞成萬遂率部突圍，次日帶援軍收復常德。 戰後，蔣介石仍因常德失守和餘成晚不服從軍令而被判有罪，雖然孫連忠和王耀武出面斡旋，但余成晚仍被判處有期徒刑二年。
在如何對付方顯覺的問題上，蔣介石的態度極為“不理智”。 如果我們回顧當時的國際國內形勢，或許能在一定程度上理解蔣介石的“苦澀”。
全面抗戰以來，蔣介石的人民大部分時間都處於被動狀態，戰場前景不被歐美列強看好，不僅英國人一再誹謗中國，美國人也對蔣介石的戰機能力失去了信心，一再要求蔣介石將中隊的指揮權交給史迪威。 因此，正在“等待改變”和“急於”美國援助的蔣介石迫切需要一場勝利，以恢復美國人對他的信任和支援，而方先覺保衛衡陽的壯舉完全可以打動和打動美國人。
因此，蔣介石對衡陽戰役的進展極為關心，在收到方顯覺的“最後一封電報”時，蔣介石特別讚賞方顯覺在電報中“一死報國”的大膽言辭，並立即指示啟動宣傳機器，盡可能擴大其在國內外的影響力。
熟悉蔣介石、了解蔣介石“做人之道”的人也分析說：蔣介石反常態、違反慣例，在衡陽會戰結束前大做宣傳。 至於蔣介石此舉究竟是“逆水戰”還是“水壺底抽水”，民間傳說不多，史料也沒有記載。
最終，衡陽之戰沒有按照理想化的“劇本”上演，這讓蔣介石陷入了兩難境地。 蔣介石為了保持早先的宣傳口徑，只能“把方先覺的形象保持到底”。 因此，從太陽歸來的方先覺，自然而然地成為了“從敵俘中逃回重慶”“沒有失去中國士兵的紀律”的“當代軍人的典範”，蔣介石的尷尬和無奈可想而知。
方仙珏雖然先有功，但並沒有爭奪所有的功德，最後丟了功。 難怪後世對方仙覺的評價是：“路盡頭的英雄只欠一次死”。