1944年是日军丧心病狂地动员50余万的兵力，中国正面战场面临最黑暗的一年。在湘豫桂宽广的地域连续发动了长达八个月之久的大规模战役，国民党军节节败退，大片国土沦丧。
当时的指挥官薛岳以不变应万变的“天炉战法”在长沙没能再次奏效，就在58师与19师会师宁乡的同时，长沙失守。之后，第九战区的作战任务转为以“阻敌深入、确保衡阳为目的。抗日战争中历时最长的惨烈守城战——衡阳保卫战，自此揭开了序幕。
当时国民党军在衡阳外围湘江两岸有十来个军，军事委员会企图以东西两路进援衡阳，但是外围兵团在日军的强力阻击下，进展迟缓。长衡会战之初，王耀武只从74军抽调了张灵甫的58师随他一同入第九战区作战，51师和57师被第六战区留在常德附近担任守备任务，直到6月底7月初，经九战区请求从六战区调出51师和57师归建，以便于王耀武统一指挥，74军才全军参加了长衡会战，担任集团军的预备队。7月中旬，74军出青树坪转到宝衡公路，以58师沿公路作为攻击主力，51师在后，57师在演陂桥掩护全军右翼，向衡阳出击。自宁乡之战后，58师未有足够时间补充建制，相对于参战较晚的51师和57师，此时的58师战力是74军中最弱的，但是王耀武和施中诚还是点了张灵甫的将，把他推上了攻击前锋的位置，张灵甫奉命率部向金兰寺集结，配属100军行动。
7月23日，张灵甫率58师向金兰寺方向出击，当天晚上即击破梯子坪李家山的敌116师团一部，一路过关斩将，于25日再攻位于香炉山雷祖岭向金兰寺增援的敌军，激战两天将敌击退。张灵甫马不停蹄，于27日立即派部猛攻金兰寺，在张灵甫与唐伯寅的合力奋战下，金兰寺终告克复。
张灵甫收复金兰寺后的任务是消灭在公路线上扼守鸡窝山的日军，为援军扫除前进道路上的障碍。张灵甫以明灿的172团为攻坚主力，配军属山炮连和师迫击炮营及工兵，向守卫石头山、大桥铺、鸡窝山的日军116师团234联队第三大队发起攻坚，一举攻占上述阵地，毙伤包括敌大队长广田在内一百二十余人。次日，敌军派来战机协助鸡窝山的守军，172团在白天继续与敌激战，终于在拂晓攻克鸡窝山。但是在8月8日时，孤守衡阳四十七天的守军已经弹尽援绝，衡阳保卫战，以第10军不堪回首的悲剧与耻辱性结局，划下了句号。
长衡会战，尤其是惨烈的衡阳保卫战斗，虽然给与日军以重创，但是日军基本达成了其“一号作战计划”所宣称的湖南会战的目的，开战以来基本为我所控制的长沙、衡阳及湖南的大片土地沦陷。
