天爐戰法是一種“後退決戰”的戰術。“天爐”是將兵力在作戰帶，布成網狀的據點，以伏擊、誘擊、側擊、尾擊等方式，分段消耗敵軍的兵力與士氣，最後，把敵軍“拖”到決戰地區，再狠狠的圍殲之。它因薛嶽保長沙，敗日軍而成名。當年的中國戰史出版局還曾專門出版了薛嶽撰寫的《天爐戰》一書。書的前言有這樣一段文字介紹：“他（指薛嶽）的戰略戰術足以法天地之幽邃，窮宇宙之奧祕，爲鬼神所驚泣，人事所難測，無以名之，故曰《天爐戰》。”

所謂天爐戰法，和“武漢會戰”時所用的倒八字口袋戰法不同之處，在於“袋”只是誘敵深入，然後予以包圍殲滅之。其實是一種“後退決戰”的戰術，誘敵深入，然後予以包圍殲滅之。而“天爐”則是將兵力在作戰地帶，布成網狀的據點，以伏擊、誘擊、側擊、尾擊等方式，分段消耗敵軍的兵力與士氣，最後，把敵軍“拖”到決戰地區，再狠狠的圍殲之。從岳陽下來，近150公里的鐵路沿線，卻有4條河流橫跨其間。薛嶽便以此地形着棋佈陣，由北而南，先是新牆河，這條河的南岸便是防衛長沙的第一線陣地，它的正面從鹿角到麥市，寬達100餘公里，在這裏擺了7個師的重兵，加上幕阜山上的游擊隊，足有10萬人之多。此戰術造成日軍成軍以來大規模會戰的慘敗記錄。經此三戰，指揮長沙大捷的薛嶽被日本人稱爲“長沙之虎”，日寇幾年之內不敢再向長沙發起進攻。它因薛嶽保長沙，敗日軍而成名。

第三次長沙會戰開始後，楊森一面令第20軍向斜後移動，一面令第58軍進入陣地，與第20軍互相配合，協力迎擊日軍，雙方在汨羅江北岸又一次展開了激烈的拉鋸戰。

當時，雪越下越大，氣溫也越來越低，而守軍許多士兵連棉褲都沒有，有的竟被凍死在戰壕內。但活着的士兵，仍堅守陣地，沒有貪生怕死之輩。

守衛傅家橋據點的第20軍第398團第2營營長王超奎少校及其部屬，面對日軍猛烈的炮火，毫不畏懼，打退了日軍一次次的衝鋒。后王超奎爲掩護部屬突圍，在與日軍肉搏中不幸殉國。守衛洪橋據點的第398團第3營一部，在副營長、連長相繼陣亡的情況下，仍堅守陣地。

第397團全團官兵在黃沙街硬是頂住了日軍第6師團整個師團的進攻，並迫使其繞道而行。激戰至27日晚，第20軍完成了阻敵任務，薛嶽令第27集團軍全線撤退。隨後，第20軍向梅仙、平江方面轉進，隱蔽休整，隨時騷擾日軍後方，待機襲擊其側翼；第58軍向汨羅江東南部轉移，靠近向家、金井，準備切斷進攻長沙的日軍的後路。

豐島和神田指望青木師團快速開到長沙增援，可是青木師團的先頭部隊進抵金井時，被中國守軍的外圍部隊從東、西、北三方合圍，無法突出。等到增援部隊趕來，四百名日軍只剩下二十名，幾乎是全軍覆滅，大隊長和兩名中隊長都被擊斃。

日軍池之上旅團，更是沒有消息。豐島和神田到了山窮水盡的地步，到了晚上，前方的槍聲由緊密而稀疏，最後沉寂。半夜，守軍收到長官部的通報：“第四軍、第七十九軍、第七十八軍、第二十六軍、第三十七軍、第二十軍和第五十八軍已經到達指定位置，開始行動，日軍後路已斷。”

這樣的局面，阿南惟幾在軍伍生涯中還是第一次面對。他不甘心，但他不得不發佈撤退的命令。

1月7日，日軍青木師團好不容易現了蹤影，他們一路留下屍體，艱難地到達春華山一帶，企圖接應北撤的豐島師團和神田師團。

這時，中國第九戰區的部隊，從東南面、東面、東北面、西北面和西面對長沙的日軍發起向心攻擊，實施合圍。前有兵堵，後有尾追，側面也有打擊。第三次長沙會戰，終於到了熔爐升到最高溫度的時候——聚殲日軍。

日軍飢疲交加，傷亡慘重。到15日，日軍退過新牆河，固守原地。第九戰區擔任尾追的各軍追到新牆河以南，還有一支部隊向新牆河以北追擊。湘北地區也成了燒烤侵略軍的熔爐。中國軍隊的激情，洋溢在湘北戰場。

長沙會戰勝利後，蔣介石在黃山別墅周圍的陰霾中感到了暖意。他輕鬆地笑着說：“此次長沙會戰，實爲‘七七’事變以來最確實而得意之作。”薛嶽得到了蔣介石給予他的最高獎賞——青天白日勳章。羅斯福總統也獎給他一枚獨立勳章。　英國《泰晤士報》評價道：“12月7日以來，同盟軍唯一的決定性勝利就是華軍之長沙大捷。”