日军为了第二次进攻长沙，也投入了大量的兵力。陆军其中包括第3师团、第4师团、第6师团、第40师团、早渊支队、荒木支队、平野支队、江藤支队、战车第13联队、野战重炮兵第14联队、第11军工兵队。空军部队包括第1飞行团、第3飞行团。日军海军也派出了第一遣华舰队和第105水上运输司令部。参战兵力达到了12万左右。中日双方第二次长沙会战兵力，虽然不是抗战时期最多的，但无疑都是精锐部队。这次战役，将永远记载在中国抗战的历史上。