1941年9月的第二次长沙会战打响之前，日寇第11军司令官阿南惟几玩了个花招，命令本部最精锐的第6师团大张旗鼓进攻国军大云山阵地。而这个故意暴露的番号让第九战区司令长官薛岳产生了严重误判，直接影响了这次会战的进程和结果，进而关系到数万名抗日官兵的生死，可见战场上掌握敌人“番号”的重要性。
为了准备第二次长沙会战，日军秘密集结了第3师团、第4师团、第6师团、第40师团和第13师团的早渊支队等精锐，其中的绝对主力显然是第3和第6两个老牌常备师团，第4师团名声在外就那么回事，第40师团则是个二流警备师团，第13师团虽然也比较强悍，毕竟只出动了少部分兵力。
为了隐蔽战役企图，同时拔除进攻时的后顾之忧，阿南惟几首先动用第6师团扫荡九战区前哨阵地大云山。这是位于岳阳境内东南方向，一座海拔1000多米的道教名山，是南岳衡山的余脉。大云山驻军居高临下，与新墙河防线的国军互为依托，战略位置非常重要。
1941年9月7日，第6师团长神田正种中将在大雨中下达了攻击命令，驻守大云山的粤军第4军张德能师和黔军、滇军各一个团叫苦不迭，急电长沙长官部增援。此时10万日军已在新墙河北开始战役集结，其实无论怎么对行动进行保密，这么大规模的部队调动也是掩饰不住的。
如此在长沙司令长官部的薛岳同时接到了两份电报，一个是大云山守军的求援电，一个是新墙河防线最高指挥官第27集团军总司令杨森的报告电，杨森的电文大意是对面日军调动和集结频繁，经过研判认为：“大云山只是佯攻，龟儿子要打长沙了”！
第一次长沙会战后，中日双方已经隔着新墙河对峙了两年，薛岳的骄狂症有些发作，尽管重庆军事委员会转来日军有进犯长沙可能的情报，参谋长吴逸志也认为大云山之战有些蹊跷，但薛岳仍不以为然，认定日军无力攻取长沙，只是在大云山发起的局部行动，目的是破坏三湘大地的秋收。
薛岳重要的判断依据之一便是敌军番号：如果日寇强渡新墙河发起进攻长沙之役，不可能缺少第6师团这个一等主力部队，现在既然它远在大云山，仅凭第3和第4师团是奈何不了“伯陵防线”的。因此薛岳不仅没有加强新墙河防线，反而命令杨森抽调防线上的第4军59师、孙渡第58军主力、黔军102师主力驰援大云山。
阿南惟几眼见调虎离山计成功之后，立即下令青木诚一中将的第40师团以最快速度前往接替第6师团，并且要求神田正种不顾疲劳不计伤亡返转新墙河北岸。9月18日，日军在320门火炮的猛烈轰击下开始强渡新墙河，三个半主力师团以“中央突破”的战法直扑长沙，薛岳一时被打的有点懵圈。
由于新墙河守军力量严重削弱，日军迅速完成突破，不到两天时间便推进到汨罗江南岸，此时薛岳才匆忙调遣李玉堂第10军、韩全朴第72军、王耀武第74军和夏楚中第79军从江西和第六战区赶来。不仅丧失了先机，而且各部远道而来时间参差不齐，再加之第九战区的无线电通讯被破译，日军得以集中第3和第6两个精锐师团以逸待劳，对援军各个击破。
第10军遭遇伏击伤亡过半（战后李玉堂撤职留任），第74军军部被袭，王耀武仅以身免。
第九战区会战主力被打垮后，另外一路突进的日军大阪第4师团和第13师团早渊支队如入无人之境，9月29日奔袭到长沙城下，这是抗战开始以来长沙的首次沦陷，也是薛岳不折不扣的一次败仗。幸而日寇第11军粮弹将尽，并且陈诚第六战区发起反攻宜昌作战，为救援第13师团确保宜昌，阿南惟畿于10月1日晚下达了全军反转令。
第二次长沙会战第九战区伤亡和失踪人员高达60000人，而对敌人番号的掌握不明造成形势误判，是战役失利的重要原因之一。