抗日战争进入相持阶段后，湘、鄂、赣三省已成为中国正面的主要战场。根据第一次南岳军事会议重新划分的战区情况来看，赣西北、鄂南及湘省全境为第9战区的防区。第9战区司令长官为陈诚，由薛岳代理，司令长官部设于湖南省省会长沙。
国民政府军事委员会赋予第9战区的任务是：保卫湘赣，尤以长沙附近为要。
为了确保长沙，第9战区以湘北为主战场，利用幕阜山、大云山、神鼎山、飘峰山及新墙河、汨罗江、捞刀河、浏阳河“四山、四水”的天然地障，采取机动防御作战方针，抵抗日军的进攻。
当时，第9战区共有21个军又3个挺进纵队(相当于3团制的师)，总兵力为52个师。其大致部署情况是：
岳阳方面，以关麟征的第15集团军为主，张耀明第52军、夏楚中第79军在新墙河一线，陈沛第37军在汨罗江一线。另外还有杨森的第27集团军，其所属第20军对咸宁、崇阳方向防御，第73军在渣津附近地区。
赣北南昌方面，有卢汉的第1集团军第58、第60军及罗卓英的第19集团军第49、第32军；由国民政府军事委员会直辖的第74军部署在万载、宜春、上高地区；另外还有湘鄂赣边区挺进军第2挺进纵队担任游击任务。
武宁、修水方面，为王陵基的第30集团军第72、第78军及湘鄂赣边区挺进军所属第8军和第l、第3挺进纵队。
另外第4、第70、第99军等作为机动部队，分别集结于长沙以南、以东的湘潭、株洲、衡山、衡阳等地。
日军占领武汉后，随着战场形势的相对稳定，国民党军队按照第二期抗战的方针，对企图巩固占领区的日军展开了频繁攻击作战。从1939年开始，在长沙中游的武汉外围地区，江南的第9战区和江北的第5战区不断攻击武汉地区的日军。
到1941年夏，第9战区的部队亦有些变化。第15集团军及第1、第19集团军各有一部被调走，不过，该战区仍有9个军，另外还有国民政府军事委员会直辖的2个军归其指挥。其大致部署情况是：赣北为第72、第78、第74、新编第3军；鄂南为第20、第58军；湘北有第4、第99、第37、第26、第10军；另有湘鄂赣边区挺进军在湘鄂赣边区活动。
在第三次长沙会战前，第9战区部队又有些调整。罗卓英第19集团军所属新编第3军等驻防赣北；王陵基第30集团军第72、第78军仍在修水及其附近地区；杨森第27集团军第20、第58军部署在湘北新墙河防线；第37军仍在汨罗江一线；第99军在湘阴一线；另有第10、第26军等部作为机动部队，在长沙附近驻守。
就双方的兵力数量对比而言，第9战区一直都占有绝对优势。