命令下达到中路军后，12兵团大部分部队收住了其疾如风的步伐，就地不动如山。唯有45军第135师没有收到命令，依然按照之前的命令像离弦之箭一样全速向衡宝公路南面冲刺。林彪命令下达的当日，即10月5日12时，连续行军24个小时、疾驰80公里穿过了衡宝公路，直到在灵官殿地区遭遇桂军171师后才停了下来。殊不知，这里正是白崇禧主力部队集结的腹地，135师孤军插入，等于是陷入了铁桶般的包围之中。
135师的处境让包括林彪在内的四野各级指挥员一阵紧张，一个整师在远离主力的情况下在陌生的环境里陷入十倍于己的敌军重围，这个后果想想都让人不寒而栗。但泰山崩于前而面不改色，这是林彪一贯的特色。越是军情紧急，这位个头不高的高级指挥员越是谨慎沉稳，正是在一言不发、面无表情的神色下，一条条奇谋妙计涌上心头脑海。此时的林彪脑子里无非盘算两件事，一是想让135师迅速突围向主力部队靠拢，二是让135师就地坚守，拖住白崇禧，然后集中主力部队从两翼迂回，实现自己渴望的战略目标。
但无论如何，深陷重围的135师付出重大牺牲甚至是全军覆没的命运无论如何是逃不掉了。从博弈论的角度来说，博弈的本质就是如何处理舍与得的问题，两利相权取其重、两害相权取其轻。牺牲局部小利换来全局大利，这是任何一位战略家都会做出的抉择。在接到135师报告6个小时后，林彪迅速发布了两条命令：第一条就是给135师，命令他们继续南进破坏湘桂铁路，拖住敌军，同时还要求“你们暂时归我们直接指挥”；第二条是给第12、13兵团，命令他们迅速向衡宝公路东西两侧发起攻击。
就这样，一个极大地危险在林彪两封电报的拨弄下正在向一个巨大的良机悄然转变。
此时在衡阳司令部里的白崇禧被135师的行动一下子整懵了，他搞不清楚林彪让一个师单枪匹马冲过来究竟意图何在，只是凭一种多年驰骋沙场的直觉感到135师的存在将是一个潜在的危险，不管他林彪如何排兵布阵，送上上门来的东西先吃了再说。6日拂晓，国民党军发动了对135师的围攻。出动的兵力共有4个师：第7军的171、172师，第48军的138、176师。这两个军、四个师都是桂系久经沙场的老部队，堪称桂系的主力师。白崇禧原本是想用来与林彪决战的时候再用，现在打了出来，足见白崇禧的方寸已经有些乱了。但是白崇禧无论如何也想不到，自己的4个主力师居然啃不动林彪的1个师，自己的全盘作战计划被打乱，4个师的命运就此注定：他们今天围住了四野1个师没占到便宜，几天后将被四野十几个师包围并被全歼。
这就是陈伯钧上将的第一个想不到，“一下子就抓住敌人的主力，谁都知道白崇禧是很狡猾的，是会保存实力的，但这次却被我们抓住他五个主力师中的四个。”
135师顶住了桂军四个师的进攻，白崇禧见我军两路大军扑来，匆忙下达全线撤退命令，命令四个师殿后。而135师趁机杀出重围继续向南猛进，又于7日在石株桥、黄土铺、鹿门前一带将且战且退的桂军4个师截住厮杀。随后跟进的四野40、45、49军也急速向这里靠拢，四野46军直取衡阳、二野杨勇第5兵团主力向衡阳和宝庆之间围堵。衡宝公路南北两侧数百里的地段内，数十万大军纵横驰奔，目标只有一个——围歼白崇禧主力。为了这个目标，各部队克服一切前进中的艰难险阻，展开比作风、比毅力、比速度的大竞赛，全力向各自的目的地冲刺。40、45、49军各部终于在10月7日午夜时分将4个师的桂军全部包围在衡宝公路以西。围住敌人后，各军不顾连日来的疲劳，于8日凌晨发起攻击。连135师都奈何不了的4个桂军师又如何抵得过数倍于己3个军？陷入重围的桂军和其他国民党军一样很快失去了战斗意志，在10日清晨四野各部最后的总攻中，4个桂军师除了第7军军长李本一和138师师部加一个团逃脱外，近4万人马全部被我军歼灭。
整个围歼战仅仅持续两天一夜，这是陈伯钧上将的第二个想不到，“想不到真正的战斗只经过两天一夜，就解决了问题”、“整个来说，未经过什么激烈战斗就消灭了敌人，而且全军伤亡也不大。”
衡宝战役四野共歼敌4.5万多人，伤亡4000多人，就这个比例来说，代价的确不大。但是4000人的伤亡多一半在勇闯敌阵的135师，特别是在抗击桂军4个师的围攻中，该师403团被桂军138、172师4个团分割包围，顽强奋战，表现出了大无畏的革命牺牲精神。该团警卫排50多名官兵误入敌人包围圈，除了10余名伤员突出重围外，其余40多人都是在弹尽援绝之际壮烈牺牲，无一人缴枪屈服。405团奉命攻击第7军军部，与该军最精锐的警卫营、输送营、工兵营厮杀。这些部队清一色的广西老兵，特别擅长山地战，单兵素质强。加上强烈的求生欲望，战斗之激烈可想而知。第7军军部周围的每一个田埂，每一条水沟，每一座树林和房屋，都必须经过你死我活的反复争夺。405团1营2连三级干部打到最后只剩下1个班长，战士只剩下21个人。
陈伯钧上将的第三个想不到就是说这个连：“想不到我军士气如此之高，负伤不下火线，不叫不哭，打伤一条腿一条胳膊还用另一只手拿着机枪打，三次负伤还爬上山头投手榴弹。”
在阻击战中，405团以伤亡324人的代价成功的将第7军军部及直属部队全部歼灭，毙伤俘敌1257人。
至此，险象环生而又残酷激烈的衡宝战役落下帷幕。陈伯钧上将说了三个没想到，但当时不仅仅是他，估计包括林彪在内的多数四野指挥员都不会想到的是，衡宝战役虽然没能把白崇禧的20多万大军全部消灭在湖南境内，但是两个多月后的广西战役四野打得却极为顺手，白崇禧剩下的20多万人几乎就是不堪一击。四野在广西战役中歼敌17.3万人，其中俘虏就有16万，付出的代价仅仅是衡宝战役的一半多一点（2470人）。这是因为，衡宝战役却把白崇禧集团的骨干力量全部打掉了。
