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第二次长沙会战结束后，阿南惟畿一直沉浸于兴奋之中。战役以大量杀伤中**队主力包括击垮两支“王牌军”而胜利结束，本土和各战区发来一批贺电，阿南愈加洋洋得意。
紧接着，传来令他更加振奋的消息：近卫内阁宣布总辞职。
10月18日，陆军大臣东条英机宣誓组阁。少壮派军人登上首相宝座，日本军国主义时代新阶段由此开始。
东条英机上台仅一个多月，太平洋战争爆发。日本激进派军官们妄想独霸大东亚的野心，由此空前膨胀起来。
12月12日，阿南惟畿侦知第九战区几支中**队南调，即发电报给南京“中国派遣军”总司令官畑俊六，请示再次向湘北发起攻势，牵制第九战区兵力转移，保证日军第23军顺利夺取香港。一日后，畑俊六回电，同意将阿南惟畿的想法报请大本营批准，同时指示阿南迅速制定作战计划。
阿南惟畿立即遵命行动，召开会议制定作战计划。
军参谋长木下勇说：“湘北作战结束后，第11军各部还没来得及补充，从华北太原调归第11军的第9混成旅团尚未到达，以第11军现有兵力和作战物资储备，最多只能打一次兵力不超过六万人，作战时间不超过十天的牵制性作战。”
阿南惟畿说：“上次作战结束至今只有两个月，遭受重创的中**队也不会恢复如初，又调走了第4和第74两个军，以11军现有兵力是完全有把握取胜的。问题的关键是必须打，而且必须打胜！”
12月15日，阿南上报作战计划：12月25日发起总攻，作战时间两周。如23军在此之前攻克香港并且不再深入，局势得以稳定，11军也可提前撤回。战术上，仍采用主力师团并列于第一线发起强大攻势，快速突破敌军防线后，分割包围中**队予以重创的战法。
由于第4师团调走，在一线只能部署三个师团，为补充兵员不足，阿南命令远在赣中的第34师团向第九战区驻赣部队发动佯攻，使其不能增援湘北。
12月16日，畑俊六复电大本营批准第11军作战方案。阿南惟畿站在巨大的地图前，踌躇满志地与参谋人员确定作战计划。
第二次长沙会战后，第九战区司令长官薛岳召开军事会议，总结前两次长沙会战的经验教训，提出“天炉战”的战法。制定了新的作战计划，基本内容是：
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，重点也指向左翼，但各以一部分由南昌、武宁、通城进犯，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作战之目的，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，待敌人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。”
各部队具体做法是：
湘北守军，在敌人进攻时，首先应利用既设工事阻击敌人。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，一部分别潜伏在汨罗江、捞刀河间各偏僻地区。当敌军大部通过后，自动起来攻袭敌后并阻止其撤退。在总反攻时，待命以一部向西进攻，扼守汨罗江北岸，遮掩敌军退路，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，在敌进攻时，以一部守备原阵地，以主力向浏阳以东地区进攻，在总反攻时，待命由浏阳地区向长沙以东地区进攻。
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，在敌开始进攻后，于新墙河以北扰乱敌后；待敌主力渡过汨罗江后，转移至新墙河以南地区活动，尔后阻挠敌军撤退。鄂南挺进部队，在敌开始进攻后，集中力量向蒲圻、临湘线，崇阳、通城线不断袭击破坏，扰敌后方。
薛岳说：“这次作战的核心是：‘后退决战，争取外翼’八个字。即日军进攻时，我军边打边撤，既要牵着日军走又不能被敌包围。在到达决战地域之前，巧妙地将部队撤到敌军外围。以少数兵力吸引日军进入决战地带，多数部队在外围形成强大的包围圈。在决战地带，外面的部队要围得住，里面的部队要顶得住，不被吃掉。
兵力部署是：杨森第27集团军防守新墙河一线，日军进攻后逐次抵抗退至汨罗江一线向右翼退避；第37军和第99军防守汨罗江二线阵地，接战后边打边撤至长沙附近捞刀河一带时向东转移。日军包围长沙时，由第10军坚决守住。这时外翼部队则向长沙发起‘求心攻击’，将包围长沙之敌从外面再包围起来，聚而歼之。
这一仗有两个关键：一是我军诱敌，敌是否深入；二是长沙是否能固守到外翼部队取得围歼日军的胜利。前者取决于日军，后者取决于第10军。战斗打响后，情况瞬息万变，届时还要看指挥员的应变能力和临场发挥。”
薛岳强调说：“请诸位切记：后退决战，争取外翼。我看这一仗就叫做‘天炉战法’。即在日军进攻的地区内彻底破坏道路，实行空室清野，设置纵深伏击阵地，诱敌深入，以尾击、侧击、夹击，使该地区成为一个“天然熔炉”，将日军围歼于内。”
最后薛岳宣布：“大战即临，第10军新任军长钟彬尚未到职，该军仍由在10月南岳军事会议上，宣布撤职的原军长李玉堂指挥。与李一同撤职的该军预10师师长方先觉，也仍负责该师这次作战。两人处分待战后再议。”
12月22日，军委会将第九战区作战方案呈报蒋介石。
军令部长徐永昌对蒋说：“薛岳称该方案为‘天炉战法’。即在作战地区内坚壁清野，使敌找不到半点物资可补充。设置纵深伏击地区，将敌诱入其中，四面八方火力犹如烈火，形成一个大熔炉，将敌围而歼之。”
蒋介石笑了笑说：“薛岳爱搞名堂。武汉会战时，薛岳任第1兵团总司令，在德安以西马回岭一带，利用有利地形设计了一个称为‘反八字阵’的阵地体系。他向我介绍说：‘这个阵势如捕鼠之袋，又如飞剪，犯右则中左应，犯左则中右应，倭寇如钻进来就别想再逃出去了。’我笑了笑问他：‘比之诸葛亮八卦阵如何？’他笑了笑未答。此番又搞了个‘天炉战法’，如果打胜了，又不知将如何吹嘘。”
徐永昌说：“他肯动脑筋，毕竟是为将第一优长。”
蒋介石与徐永昌对着地图研究了许久，复电同意按上报方案执行。