10月3日，白崇禧急调主力增援衡宝防线，摆出一副决战姿态。
我军起初判断白崇禧有反击意图，为避免一线部队因分散和过于突出而遭敌袭击，决定“诱敌北进，予以聚歼”，并于10月4日23时急令各部队暂停南进，调整部署，与敌决战。
第40军军长李云烨却提前做了部署，派先头部队135师一路猛冲猛打，朝敌军方向奔袭。
他们跨过崎岖的山路，遇敌便打，但从不恋战，最后越过衡宝公路，孤军穿插至桂军纵深灵官殿地区。
此举彻底打乱了桂军的作战部署，135师就像一枚钉子锲在了桂军的中心，对其侧后方造成了严重的威胁，不可不除。
当白崇禧准备对135师动手的时候，这场大战已经不可避免了。
迫使白崇禧命令集中其王牌“钢七军”2个师和48军2个师正面包抄、1个师后尾阻击135师。
135师师长段鹏知道，后撤必遭重兵伏击、坚守无所依托的情况下，他毅然选择与敌正面硬碰硬。
命令部队占据有利地形，坚决防御，并在配合主力进攻，迟滞敌人的撤退速度。另一边，白崇禧抱着务必歼灭135师的决心，集中了5个精锐师对其围攻。
135师战士奋起反击，越战越勇，几番激战下来，占据人数优势的桂军竟讨不到任何便宜，有“钢七军”之称的桂军精锐军心开始动摇。
第四野战军总指挥及时察觉战场态势变化，趁着桂军的注意力被135师吸引，总指挥下令，果断发出三路并进、全线出击的命令。
各部队全速前进，迂回的迂回，强攻的强攻，顿时，整个战场硝烟弥漫。
这样，135师便成了堵击、侧击、迟滞南逃之敌的阻击部队，李云烨的神来之笔让众位领导惊叹不已。
经过5天5夜混战，我军打破了“小诸葛”白崇禧的“口袋阵”，堵住了敌人南逃的通道。
10月9日，135师与南逃的桂系主力第7军军部及直属队发生激战，敌军部及直属队4个营被全歼。
第7军下属的4个精锐师在群龙无首的情况下，在东、西路军的迂回包围截击和中路军的疾速追击中也被全歼。
就在桂军猛攻135师的同时，战场失利的情报，源源不断地送到白崇禧的指挥部：东线曲江、乐昌失守，西线靖县失守，解放军大军直指柳州……
看着接连不断的败报，白崇禧意识到这仗是打不下去了，他下令退出湖南，全军撤回广西，由精锐的第七军断后。
为了让第七军也能安全撤退，白崇禧做出指示，完成任务后，不论出现任何情况，有多大牺牲，都不要停留，撤退动作一定要快。
不料，桂军在撤退时遭到了135师的猛烈攻击，135师像一把尖刀插在了敌人的要害上，他们不停地堵击、侧击敌人，大大迟滞了桂军的撤退速度。
第七军军长李本一率138、172师开赴武冈，在黄土坡半道上被135师打了个措手不及。
135师405团与李本一部队展开激战，由于是伏击战，桂军在狭窄的地形拉不开防御，只得“原地防守”，各自为战。
战至晚上，李本一见获胜无望，亲率两个团越过黄土坡，逃离了战场。135师一战击溃第七军军部和第七军直属的4个营，甚至现场缴获了李本一的公文包。
失去指挥的第七军阵脚大乱，四个精锐师此时也顾不上任何章法，30万大军纷纷夺路南逃。
可惜，总指挥已经布下了天罗地网，四野的主力部队赶到，将第七军包了饺子。
10月10日，我军对插翅难逃的桂军发起了总攻，战至第二天，顽抗之敌被悉数歼灭，七八名躲入深山的桂军高级将领被我军俘虏，衡宝围歼战大获成功。
战后，总指挥称135师此举是“腰斩七军”。
衡宝战役历时34天，我军以伤亡4400余人的代价，围歼国民党3个军部、5个整编师，重创6个师，歼灭国民党军共4.75万余人，俘敌将官18名，缴获各种火炮402门、汽车176辆、弹药100余万发，解放县市28座。
此役是中国人民解放军进军中南地区的首次重大战役，为之后第四野战军主力进军广西全歼白崇禧集团和第二野战军进军西南创造了有利的军事和政治条件。
此战，解放军解放了湘西、湘南大部分地区，为进军大西南创造了有利条件。
同时，我军歼灭了桂系军队4.7万人，其中大部分是白崇禧的精锐主力。白崇禧率余部退守广西，再也无力抵抗解放军的进攻。
衡宝一战能取得如此战果，“中心开花”的135师居功至伟。
此时丁伟的第二兵团与老旅长的部队开始了合作，已经在东线上突破了“粤汉铁路”，完全封堵了白崇禧的退路，这一点上来讲，旅长此举间接支援了衡宝战役。
这一天，总指挥在总前委指挥部接到了两份重要电报，内容显示我军的两个兵团均已到达了指定位置，总指挥大喜，立马下令三个兵团一起发起总攻。
总指挥心想：你不是喜欢迂回吗，这一次我看你怎么迂回出这个包围圈！
除此以外，总指挥还安排了一个鱼饵准备吸引白崇禧上钩，这个鱼饵就是沈泉的第四十九军。
两个兵团从外围向内线进攻，白崇禧发现被包围以后便开始寻找突围方向，于后方的几次突围都以失败告终。
这样的情况下，总指挥很担心白崇禧率兵逃进大山，这样的话就很难寻找啊的踪迹，便让沈泉主动率四十九军于外线和白崇禧交战，然后假装战败，往衡阳方向撤退。
白崇禧尝到甜头后就像是抓住了一根救命稻草，急忙率部追上去，想要从四十九军那里撕开一个口子。
如果白崇禧听说过沈泉的大名，我想他一定不会这么干，何时听过沈泉打过败仗？
当白崇禧率部到达衡阳中心地带时，沈泉率部掉过头来反击白崇禧，其他步步缩进的部队也集结到了衡阳，白崇禧大势已去。
此战，四野歼灭了白崇禧最强的两个军，共4.5万兵力，由于丁伟和老旅长封住了白崇禧前往广东的退路。
孔捷的第三兵团封住了他逃往云贵的退路，白崇禧只好往广西、海南一带败逃。
此战结束，桂军主力消耗殆尽，剩余的人马战斗力并强不到哪里去！
至此，湖南全境获得解放。
此次作战情报部门也立下了汗马功劳。
作战之前，为精准作战，总指挥和左参谋长将负责情报工作的彭富九喊过来，并告知他，采取一切手段，探出白崇禧下一步行动。
彭富九领了任务，准备在技术上找突破口，就把部队的技术侦查员叫过来，共同把我军电台斩获的敌军电报一一研究，希望能够从中找到关键信息。
其中，有三份关于白崇禧间接传达出“广西意图”的电报成功引起了彭局长的注意，经过野战军将领们的分析，确定白崇禧企图撤回老巢广西的阴谋。
之前，解放军在连续侦察的过程中，在长沙缴获了国民党的一个秘密电台，并且将台长抓了起来。
经过审讯才知道，白崇禧从长沙撤退时，还专门从其司令部抽调电台及人员秘密潜伏，作为搜集解放军进城后的动向汇报特组。
这个台长是通讯部门的“老技术”，被我军俘获后，惊慌失措，极其不安。
彭富九就抓住他的弱势，对症下药，采用“攻心计”，把解放军优待俘虏的政策详细告知，并建议他趁早弃暗投明。
经过一番教育，白崇禧的台长将电台密码主动交出。而此时白崇禧尚不知道此电台已经为我所用。
彭富九根据野战军首长的指示，虚拟了一条电报，大概内容就是谎报我军动向，说明我军现在正处于休整状态，没有重大行动迹象。
白崇禧“聪明反被聪明误”，收到情报后，信以为真。便继续巩固自己的“湘粤联合防线”。
我军趁机很快完成了战略迂回包抄，对其进行三面夹击。白崇禧才发觉自己中计，赶忙准备撤退，但时机已晚。
我方大军随即压了过来，白崇禧因为贪战已经失去了撤退时机，就将自己的“命根子”第七军当成后卫。
我军才有机会全歼第七军、第四十八军。
而白崇禧自己退到桂林，只得坐视不救，我军才取得了辉煌的胜利。