第10军得到的命令本是坚守10天，等待援军救援。
但从1944年6月23日开始，到8月8日结束，历时天。
几乎每日每夜，第10军的将士们都在逐街逐巷跟日军争夺拼杀。
天上是日军的飞机轰炸扫射，地上是日军的大炮坦克的打击，但第10军将士们依然死战不退，天时间共打死日军约2万人，伤近6万人，自己则是牺牲了1万6千余人。
在抗战史上第一次打出了日军远超过我军的伤亡交换比。
千年古城夷为平地，抗日将士和衡阳人民也付出了惨痛的代价。
最终在外无援军，弹尽粮绝的情况下，守城最高指挥官，第十军军长方先觉将军等一批高级将领，以保全伤兵为条件，率领残余的几乎人人带伤的1200余人，不得不向日军投降。
虽然衡阳保卫战最终还是失败了，但是衡阳守军和衡阳人民用鲜血和生命谱写了一曲极其悲壮、惨烈的赞歌，赢得了中外人士的高度赞誉，被誉为“东方的莫斯科保卫战”。
特别值得关注的是，以不到2万人的守军，依托坚固的城墙和城市的建筑，就能抗击日军10余万兵力长达一个半月的进攻还毙敌无数。
这就说明，只要指挥得当，官兵上下一致，再有城市为依托，中国军队与日军在训练和装备上的差距就会大幅缩小，甚至在很多方面我方还占据优势。
首先是，城市庞大而拥挤的建筑群和错综复杂的街道小巷，对不熟悉地形的日军来说，无异于进入了一道迷宫，天黑后甚至方向都无法分辨。
而我军只要准备充分，完全可以利用地形和纵横交错的防御工事，跟日军展开游击战、麻雀战、狙击战、伏击战等等战术，将我军地头蛇的优势发挥到极致。
其次，城市巷战由于建筑的遮蔽，敌我双方通常都是近距离交战，日军的单兵占绝对优势的射击技术也被削弱，反而由于其装备的三八步枪太长，在巷战中稍显笨拙。而中国方面大量装备的冲锋-枪和驳壳枪，还有中国军队最擅长的手榴弹，都是巷战的适配武器。
最后，同样是因为城市建筑群的遮蔽功效，日军的重炮和飞机以及坦克的优势，在市区内就会被大幅减弱，敌我双方的装备差距被无限拉近，最后都是靠人命去冲锋和进攻。而中国军队最不怕的就是日军来拼人命，这就是以己之长攻敌之短。
而一战结束一直到现在，世界各国都还没有意识到城市巷战的可怕和血腥，都普遍不重视城市巷战。
直到几年后，1942年的苏德战场，著名的斯大林格勒战役爆发，苏联和德国双方共投入350万兵力，在斯大林格勒这座占地五百来平方公里的城市，进行了长达两百多个日夜，血腥而残酷的搏杀，世人才终于体会到城市巷战的惨烈程度。
单从伤亡数字来看，斯大林格勒战役也堪称近代历史上最为血腥的战役。
双方伤亡估计约两百万人以上，参与该场战役的人数也比历史上的其他战役都来的多，更以双方无视军事与平民分别而造成的伤亡著称。
而其后的柏林战役，苏军在飞机、坦克、火炮和兵力都占据绝对优势的情况，依然付出了伤亡三十余万人的代价，才攻克这座第三帝国的最后堡垒。