十月六日晨，南北两军开始在湘潭县属之西倪铺接战。护法军在衡山以北只有不足两个团的兵力，却要防守从福田铺至湘江边宽约十五公里的正面，力量分散；加上装备较差（除步槍外，仅有二门炮、二挺机槍），难于阻止敌人的进攻。
北军王汝勤所部由中路进攻，集中兵力，重点突破，连占茶园铺、中路铺和白石铺等要点，逼近护湘关。
护湘关位于衡山北十二公里处，两侧山势险峻，湘（潭）、衡（山）大路从山间穿过，是易守难攻之地。护法军在护湘关两侧高地构筑工事，重点设防。八日晨六时，北军分三路攻打护湘关。
护法军凭险抗击，“顽强异常”，“抵死不退”。战至次日凌晨，北军从侧翼突击，仰攻肉搏，护法军力不能支，遂弃关撤退。
护湘关落入敌手。
十月十日晨，北军进攻护法军在衡山北面的最后一个要点石桥铺。护法军控制附近高地，顽强抵抗。
临近中午，刘建藩派数营援兵赶到战地，让正在奋战的第一师士兵撤下吃饭。
但这些援兵多数是新兵，未经严格训练，缺乏作战经验，以致一有伤员，就惊慌后退。北军乘势冲击，护法军大败。
十月十一日上午七时，北军向衡山外围发起攻击。王汝勤亲率该旅第二十九团及工兵营、炮队由正面实施突击，以第三十团由翼侧抄袭。护法军据守城外据点的部队经不住敌军的猛攻，纷纷逃进城内，并牵动了守城部队。
护法军只得放弃衡山，分向湘江以东和衡陽退却。王汝勤旅遂轻取衡山。
在北京的段祺瑞心情为之一松。认为湖南指日可平。同时运送了大批慰劳品到前线犒赏士兵。
北军张纪旅行动迟缓，十月十一日由湘潭进抵株洲，翌日沿湘江东岸向南攻进。十三日在淦田乌鸦山与刘建藩之警戒部队遭遇。双方激战两小时，刘部不支后退。
张旅乘势追击，于下午七时攻占朱亭。十四日，张旅向衡山靠拢，拟配合王汝勤旅向衡山以南进击。但王汝勤由于作战顺利，便不等张旅跟进，即率所部向贺家山进攻。
贺家山位于衡山与衡陽之间，左接巍巍衡山，右倚滚滚湘江，北面是宽约数里的开阔地，山势虽不高峻，但北陡南缓，易守难攻，是防卫衡陽的天然屏障。
护法军控扼贺家山，封锁山下开阔地，进行顽强阻击，遏止了王旅的推进。
十月十五日，北军张纪旅也投入战斗。
此前，桂军第
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