这时，他已通过新墙河北岸的前哨战判明，日军纠集了稻叶师团和田中师团的兵力。他知道，这样庞大的兵力，不是张耀明军所能阻挡的。
关麟征最初还想在新墙河一线依仗坚固的岸防工事给日军以重创，所以他在22日接到张耀明的报告，得知新墙河北岸全部警戒阵地和前进阵地已被日军占领，立即命令陈沛军除留下一个师守备营田外，全部调到新墙河前线，协同张耀明军巩固新墙河南岸阵地。
这时，李觉的第七十军按照薛岳的命令，已经从集结地平江浯口赶到汨罗增援，关麟征命令李觉军接替陈沛军负责汨罗江的防务。
22日这一天，中日双方的军队都忙于调整部署，战斗暂趋沉寂。
23日凌晨4点，新墙河战斗正式开始。
日军第六师团由稻叶四郎中将指挥，先是集中八十多门火炮向防守南岸的张耀明军第二师阵地猛烈射击。一小时后炮火延伸，日军步兵开始从七步塘附近强渡水可没膝的新墙河。日军主攻指向了新墙镇、荣家湾之间的铁道正面。张耀明率守军乘日军行至河中央时，从几乎被炮弹掀翻了一层的落土中钻出来，守伏在自己的阵地上严阵以待。随着一声枪响，轻重火器齐发，日军死伤无数，联队长山村治雄大佐也被击毙。日军被阻滞于河流中间，中弹落水的声响此起彼伏，一时，鲜血染红了河水。