在第六战区厉兵秣马一年有余的陈诚终于等到了反攻机会，当即下令集结第六战区主力部队，准备趁机收复宜昌。
虽然宜昌战争只不过是长沙会战的附属战场，但是陈诚所面对的压力却丝毫不逊于长沙主战场，因为驻守宜昌的日军早已今非昔比。
自武汉会战结束后，日本便因为军费开支过于巨大而有意控制战争规模，欧陆战争爆发后日本军部更是直接下令有计划地减少民国关内日军数量。
在此期间，驻扎于民国各处的日军师团均遭受了一定程度的缩编，从两旅团四联队变成了一旅团三联队，但是驻守宜昌的第十三师团的编制却不减反增。
第二次长沙会战爆发时，日本第十三师团总兵力已经达到了两万六千余人，而且还配备了大量辅助部队，仅军马便有一万余匹。
如果在平时，陈诚不要说主动收复宜昌，能够挡住第十三师团不再继续向西进攻便是大功一件。
但因为长沙会战爆发，日军从宜昌抽调了大量部队前往长沙，宜昌城内日军只剩下约三个联队的兵力，陈诚认为机不可失，果断下令反攻。
1941年9月27日，陈诚在第六战区调集五个军的兵力反攻宜昌，依仗兵力上的绝对优势将宜昌各处日军分割包围，主力部队则直取宜昌准备强行攻城。
陈诚在宜昌搞出偌大的动静，很快便引起了民国和日本高层的注意，十月二日蒋介石亲自致电陈诚，要求不惜一切代价于三日内收复宜昌。
1941年10月6日，陈诚所部全面完成对宜昌外围的破袭，前往宜昌的公路被悉数破坏，奉命支援的日本第三十九师团行进速度降至冰点。
1941年10月10日，陈诚调集一百四十余门火炮对宜昌城发起总攻，城内日军无力招架，日军师团长内山英太郎下令各联队焚烧军旗并做好切腹准备。
然而可惜的是，当天日本第三十九师团在日本十一军司令部的严令之下，不计代价地冲破了国军防线赶到宜昌城郊位置，而且长沙日军也开始后撤向宜昌方向运动。
当天深夜，陈诚接到民国统帅部电令，要求第六战区所部从宜昌地区撤离，中止对宜昌的反攻计划，陈诚虽心有不甘但却只能率部撤离，宜昌之战以失败而告终。
在宜昌反击战中，日军共计损失部队七千余人，第十三师团元气大伤，然而在长沙大捷的光环之下，宜昌反击战彻底被国人所忽略。
不过对于可以纵览全局的蒋介石而言，宜昌反击战的重要性却是无可忽视的，在薛岳举办的庆功大会上，蒋介石发言时表示长沙之所以取得大捷，陈诚居功第一。