7月23日，张灵甫击退向金兰寺增援的日军后，会同19师一起向金兰寺发起攻击，最终打退敌军。之后，张灵甫率58师一路推进，到8月7日之时已前进近百里，并且夺取了鸡窝山阵地，成为离衡阳城最近的一支援军。58师的努力有目共睹，张灵甫荣膺宝鼎勋章。
然而，就在58师夺取了鸡窝山阵地，离解围只有一步之遥的时候，城内逃出的第10军士兵却带来了一个天大的坏消息——衡阳城西的109师阵地已插白旗向敌军投降。8月8日凌晨，张灵甫得到确切的消息，方先觉已率部投降。
早在8月6日之时，方先觉就向重庆发出了“最后一电”。此时已开始巷战，方先觉心知衡阳很快就会被攻陷，于是在电报中写道:
敌人今晨由北城突入以后, 即在城内展开巷战。我官兵伤亡殆尽，刻再已无兵可资堵击。职等誓以一死报党国，勉尽军人天职，决不负钧座平生作育之至意。此电恐为最后一电，来生再见！
发出“最后一电”后，方先觉便拔出手枪想要自*，但却被众将领苦苦相劝。方先觉如果自*殉国，肯定能成为大英雄。但是，城里的数千伤兵怎么办？以日军的秉性，定会将伤兵、俘虏*光啊！甚至就连城中的百姓，也不能幸免。
方先觉爱兵，这是出了名的。以前士兵吃饭，看到长官过来，按规矩要统统起立敬礼。但方先觉却下令，以后不管什么军官过来，士兵吃饭时间不许起来敬礼。他说，当兵苦，吃顿饭都吃不好怎么行。此外，方先觉还将自己的钱拿出来，给士兵做军装穿。
之后，方先觉又两次试图自*，但被部下及时拦住（据说他枪中的子弹早被偷偷下掉了）。为了让剩余的数千官兵、伤员们能够活下来，方先觉做出一个将会为他招来诸多非议的决定——派人与日军谈判，要求日军进城后不要*害俘虏和伤兵，给受伤官兵人道待遇，安葬中国阵亡士兵，保留第10军建制等。
衡阳保卫战纪念碑
最终，方先觉与横山勇达成的协议：第十军放弃抵抗，日方保证第十军所有官兵安全，救治伤员。
9月底，日军将第十军改编为“先和军”，仍由方先觉担任军长。“先和军”成立时，日军记者给方先觉和他的几位师长照了一张合影。日军离去后，方先觉对部下说：日军只照得我们的样，却照不到我们的心。
两个月后，方先觉冒死出逃，最终回到了重庆。
结语：
1944年12月13日《大公报》发表社论《向方先觉军长欢呼》：我们情不自禁地要向方先觉军长欢呼，我们的英雄回来了！我们的抗战精神回来了！
然而，也有很多人却不能原谅方先觉的行为，认为投降的行为违背了宁死不屈民族气节。9战区中将参谋长赵子立说：抵抗了47天，就有资格投降吗？
此后，方先觉的内心一直因为曾经投降日军而受折磨。晚年的他时常说，自己最大的遗憾，就是当年没有死在衡阳。
小新认为，第10军在没有支援的情况下坚守衡阳47天之久，给日军以沉重打击，方先觉和将士们都是当之无愧的抗战英雄。而方先觉为了保全残兵的性命，违背本意选择投降，更是令人泪目。
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