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另外，對於如何對日軍進行逐次抵抗，如何切斷其退路，怎樣選定決戰地區等問題，前兩次作戰處理得都不夠妥當，這也是薛岳自第二次長沙會戰結束後一直在考慮的重點問題。
薛岳認為，在敵我雙方軍事裝備和綜合作戰能力相差懸殊的情況下，一味採取硬打硬拼，“與陣地共存亡”的戰術，並不策略。那樣，往往會造成被動挨打的局面，並為日軍所包圍殲滅，只會付出無謂的犧牲。而為了誘敵深入採取直線後退也不是好辦法。因為，日軍的機械化部隊多，騎兵多，跑得快，第9戰區部隊在後退時，很容易被日軍追上；同時，部隊一旦直線後退，就很難再站穩腳跟，這樣，反而會沖亂己方後線陣地，從而造成一種不可收拾的潰退局面。
在經過長期反覆考慮後，薛岳在這次會上提出了號稱“天爐戰法”的一整套作戰方案。對此，薛岳在回憶第三次長沙會戰時曾這樣說道：
自第二次長沙會戰之後，最高統帥蔣公即親蒞南嶽，召集各軍、師長剴切訓示今後作戰方略；11月17日，余復集全戰區官兵代表於長沙，舉行會議，諄諄囑以戰勝決於平時，故平時應視如戰時，操場應視如戰場。且本既往所得之經驗教訓，創“天爐戰法”。天爐戰者，為在預定之作戰地，構成縱深網形據點式陣地，配置必要之守備部隊，以伏擊、誘擊、側擊、截擊、尾擊、堵擊諸手段，逐次消耗敵力，挫其銳氣，然後於決戰地使用優越之兵力，施行反擊及反包圍，予敵以殲滅打擊。蓋為後退決戰方法，因敵之變化而變化之殲敵制勝新方略，如爐熔鐵，如火煉丹，故名。
具體來說，薛岳“天爐戰法”的指導思想就是：當日軍發起進攻時，第9戰區的部隊在保存自己的情況下，節節抵抗，節節後退，儘量地拖累和疲耗敵人，達到這一目的後，便自動向斜側後方山地撤退(不是直線撤退)，繞到敵人的包圍線外面去，從更大的層面上形成對日軍的反包圍，砌成兩面“天爐之壁”。同時，在中間地帶，徹底地破壞交通道路，空室清野，誘敵至決戰區域，而斷其後路，從四面八方構成一個天然“熔爐”，最後將包圍之敵予以殲滅。
當年的中國戰史出版局還曾專門出版了薛岳撰寫的《天爐戰》一書。書的前言有這樣一段文字介紹：“他（指薛岳）的戰略戰術足以法天地之幽邃，窮宇宙之奧秘，為鬼神所驚泣，人事所難測，無以名之，故曰《天爐戰》。”雖然未免說得過於玄虛，不過，從當時各方面的條件來看，薛岳這次的作戰指導方案顯然要比前兩次更加合理。
根據“天爐戰法”的要領，第9戰區在進一步研究了以往的作戰經驗和陣地地形後，決定以新牆河為第一道防線，汨羅江為第二道防線，長沙城外的撈刀河與瀏陽河之間為第三道防線。前兩道防線主要是伏擊區和誘擊區，第三道防線才是決戰地區。
形成了完整的作戰方案後，薛岳令各部隊做好相應的作戰計劃；同時，下令實行全民總動員，破壞道路，向水田蓄水，組織戰時民工隊等，全面加強戰備。
傍晚，日軍在雨雪交加中向新牆河南岸守軍陣地發起了攻擊。
當時，防守新牆河南岸陣地的只有第27集團軍第20軍1個軍。因為，薛岳並不準備在新牆河一線與日軍大打。第20軍的主要任務是阻敵，儘可能地耗損敵人的力量，疲勞敵人，頓挫敵人進攻的勢頭，延緩日軍南下的步伐。
第20軍屬川軍，軍長楊漢域，四川廣安人，從雲南講武堂畢業後，一直在川軍中任職，於1938年擔任第20軍軍長。該軍只有兩個師的編制，而在新牆河北岸集結的日軍有3個師團。以兩個師的兵力要完成阻擊裝備優良的3個師團的日軍10天的任務，其困難可想而知。
但第20軍沒有臨陣退縮。為了完成阻敵任務，楊漢域要求守軍各部在占領陣地時，做到據點工事與野戰工事同時占領，以據點工事為骨幹，加強野戰工事的縱深配備。在使用兵力時，各部應以一部兵力置於連排據點，盡力抵抗；以一部占領野戰工事，利用陣地縱深逐步抵抗，將主力放在最後一線陣地，機動使用。作戰時，敵人若向據點工事裡的守軍攻擊，野戰工事裡的守軍應立即進行火力支援，或適時派部隊反擊；若敵人向野戰工事裡的守軍攻擊，據點裡的守軍應即以火力向敵人射擊，或者離開據點向敵尾擊。各部主力此時應乘敵混亂之際，不失時機地對敵反擊，消耗敵人。經過逐步抵抗，到最後一線預備陣地給敵人以重大殺傷後，再向側面陣地轉移，向敵側擊、尾擊。
實踐證明，第20軍的這種打法還是比較符合戰場實際的，並有效地延緩了日軍南下的步伐。
25日，已經渡過新牆河的日軍3個師團，在稍事休整之後，又分東、中、西三路，向守軍第二線陣地發起進攻。
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薛岳創“天爐戰法”(2)
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這時，楊森一面令第20軍向斜後移動，一面令第58軍進入陣地，與第20軍互相配合，協力迎擊日軍，雙方在汨羅江北岸又一次展開了激烈的拉鋸戰。
當時，雪越下越大，氣溫也越來越低，而守軍許多士兵連棉褲都沒有，有的竟被凍死在戰壕內。但活著的士兵，仍堅守陣地，沒有貪生怕死之輩。
薛岳認為，在敵我雙方軍事裝備和綜合作戰能力相差懸殊的情況下，一味採取硬打硬拼，“與陣地共存亡”的戰術，並不策略。那樣，往往會造成被動挨打的局面，並為日軍所包圍殲滅，只會付出無謂的犧牲。而為了誘敵深入採取直線後退也不是好辦法。因為，日軍的機械化部隊多，騎兵多，跑得快，第9戰區部隊在後退時，很容易被日軍追上；同時，部隊一旦直線後退，就很難再站穩腳跟，這樣，反而會沖亂己方後線陣地，從而造成一種不可收拾的潰退局面。
在經過長期反覆考慮後，薛岳在這次會上提出了號稱“天爐戰法”的一整套作戰方案。對此，薛岳在回憶第三次長沙會戰時曾這樣說道：
自第二次長沙會戰之後，最高統帥蔣公即親蒞南嶽，召集各軍、師長剴切訓示今後作戰方略；11月17日，余復集全戰區官兵代表於長沙，舉行會議，諄諄囑以戰勝決於平時，故平時應視如戰時，操場應視如戰場。且本既往所得之經驗教訓，創“天爐戰法”。天爐戰者，為在預定之作戰地，構成縱深網形據點式陣地，配置必要之守備部隊，以伏擊、誘擊、側擊、截擊、尾擊、堵擊諸手段，逐次消耗敵力，挫其銳氣，然後於決戰地使用優越之兵力，施行反擊及反包圍，予敵以殲滅打擊。蓋為後退決戰方法，因敵之變化而變化之殲敵制勝新方略，如爐熔鐵，如火煉丹，故名。
具體來說，薛岳“天爐戰法”的指導思想就是：當日軍發起進攻時，第9戰區的部隊在保存自己的情況下，節節抵抗，節節後退，儘量地拖累和疲耗敵人，達到這一目的後，便自動向斜側後方山地撤退(不是直線撤退)，繞到敵人的包圍線外面去，從更大的層面上形成對日軍的反包圍，砌成兩面“天爐之壁”。同時，在中間地帶，徹底地破壞交通道路，空室清野，誘敵至決戰區域，而斷其後路，從四面八方構成一個天然“熔爐”，最後將包圍之敵予以殲滅。
當年的中國戰史出版局還曾專門出版了薛岳撰寫的《天爐戰》一書。書的前言有這樣一段文字介紹：“他（指薛岳）的戰略戰術足以法天地之幽邃，窮宇宙之奧秘，為鬼神所驚泣，人事所難測，無以名之，故曰《天爐戰》。”雖然未免說得過於玄虛，不過，從當時各方面的條件來看，薛岳這次的作戰指導方案顯然要比前兩次更加合理。
根據“天爐戰法”的要領，第9戰區在進一步研究了以往的作戰經驗和陣地地形後，決定以新牆河為第一道防線，汨羅江為第二道防線，長沙城外的撈刀河與瀏陽河之間為第三道防線。前兩道防線主要是伏擊區和誘擊區，第三道防線才是決戰地區。
形成了完整的作戰方案後，薛岳令各部隊做好相應的作戰計劃；同時，下令實行全民總動員，破壞道路，向水田蓄水，組織戰時民工隊等，全面加強戰備。
傍晚，日軍在雨雪交加中向新牆河南岸守軍陣地發起了攻擊。
當時，防守新牆河南岸陣地的只有第27集團軍第20軍1個軍。因為，薛岳並不準備在新牆河一線與日軍大打。第20軍的主要任務是阻敵，儘可能地耗損敵人的力量，疲勞敵人，頓挫敵人進攻的勢頭，延緩日軍南下的步伐。
第20軍屬川軍，軍長楊漢域，四川廣安人，從雲南講武堂畢業後，一直在川軍中任職，於1938年擔任第20軍軍長。該軍只有兩個師的編制，而在新牆河北岸集結的日軍有3個師團。以兩個師的兵力要完成阻擊裝備優良的3個師團的日軍10天的任務，其困難可想而知。
但第20軍沒有臨陣退縮。為了完成阻敵任務，楊漢域要求守軍各部在占領陣地時，做到據點工事與野戰工事同時占領，以據點工事為骨幹，加強野戰工事的縱深配備。在使用兵力時，各部應以一部兵力置於連排據點，盡力抵抗；以一部占領野戰工事，利用陣地縱深逐步抵抗，將主力放在最後一線陣地，機動使用。作戰時，敵人若向據點工事裡的守軍攻擊，野戰工事裡的守軍應立即進行火力支援，或適時派部隊反擊；若敵人向野戰工事裡的守軍攻擊，據點裡的守軍應即以火力向敵人射擊，或者離開據點向敵尾擊。各部主力此時應乘敵混亂之際，不失時機地對敵反擊，消耗敵人。經過逐步抵抗，到最後一線預備陣地給敵人以重大殺傷後，再向側面陣地轉移，向敵側擊、尾擊。
實踐證明，第20軍的這種打法還是比較符合戰場實際的，並有效地延緩了日軍南下的步伐。
25日，已經渡過新牆河的日軍3個師團，在稍事休整之後，又分東、中、西三路，向守軍第二線陣地發起進攻。
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薛岳創“天爐戰法”(2)
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這時，楊森一面令第20軍向斜後移動，一面令第58軍進入陣地，與第20軍互相配合，協力迎擊日軍，雙方在汨羅江北岸又一次展開了激烈的拉鋸戰。
當時，雪越下越大，氣溫也越來越低，而守軍許多士兵連棉褲都沒有，有的竟被凍死在戰壕內。但活著的士兵，仍堅守陣地，沒有貪生怕死之輩。