到了日军第11军司令部后，日军司令官横山勇亲自出来迎接，对方先觉的到来表示欢迎。方先觉在横山勇的“欢迎”声中走进了日军司令部，落座以后，方先觉首先说道：“我们同是军人，同是指挥官，打了败仗，丢失了阵地，在你们日本，是要切腹自杀，向天皇谢罪的。在我们中国，是不成功则成仁。我已电告我的中央，决心以身殉国，我的生命早已是不属于我的了。不过我的部下们，为了保全未死官兵的生命，免遭你们残酷的屠杀，要我和你们谈判。我唯一的要求，就是要保证我现有官兵的生命安全不受侵害。不然，我是不会答应放下武器投降的。我想我们都是东方的军人，讲的是仁义之师，不是西方希特勒野蛮集团，用集中营和大屠杀的手段。请你慎重的考虑一下，我的要求如得不到接受的话，我愿意和你们决一死战，为过捐躯！”
方先觉的态度虽然倔强并坚决，但横山勇岂是傻瓜？自然明白方先觉既然踏进了这个门，就已经是没有了死战的决心，方先觉装出如此强硬的态度，无非是死要面子罢了。于是，横山勇假装为难的考虑了一下，然后说道：“方军长不要激动，什么条件都可以谈。胜败乃是兵家常事，不要过于认真。第三次长沙会战的时候，我不也是你手下的败将嘛。我们对第10军官兵是十分敬佩的，我们对方军长也是十分敬重的。现在我们只要求你接受我们提出的中日亲善等三项原则，共同防共，经济提携，共存共荣。我希望你到我们这边来，共建大东亚共荣圈，实现亚洲和平。我们保证你现有官兵的生命安全，绝不会枉加杀害。我们是天照大神的子民，说话是讲信用的。”
方先觉见横山勇表了态，就对横山勇说道：“好，但愿你们言而有信。”说完，就与横山勇签定了投降协定，答应了横山勇要求全军缴械的要求，就这样，方先觉便带着部下们做了自称是“身在曹营心在汉”的降将。
当方先觉的全军缴械投降的命令下达以后，许多第10军的官兵们气愤的说道：“投降！？我们本来是想跟着长官们抗日的，没想到长官们现在却要我们投降！我们宁愿去死，也不愿意走进鬼子的战俘营！”这些官兵们纷纷举枪自杀，也有的士兵们既不愿投降又不愿以身殉国，就扔下武器，脱下军装，伪装成难民逃出了衡阳城。
日落时分，日军第68、第116师团进入了衡阳城。至此，衡阳保卫战彻底的落幕了，经过轰轰烈烈47个昼夜的激战，衡阳保卫战以中国军队的失败而告终。第10军残部放下武器，走进了日军暂时设在衡阳城内的战俘营，被日军严密的关押了起来。方先觉和一些高级将领被单独关押在衡阳天主教堂内，做为降军的军部。随后，日军送来了一些给养和妓女，让方先觉和他的部下们整日的喝酒玩乐，消磨方先觉的意志。
蒋介石在得知第10军投降的消息以后，气得他狠狠的将茶杯摔在了地上，他喘着粗气骂道：“娘西皮，这个没骨气的方先觉，丢尽了党国军人的脸面！”随后，蒋介石下令给空军，让他们派出轰炸机空袭衡阳，消灭变节投敌的第10军。于是，国民党空军派出了6架重型轰炸机，在18架战斗机的掩护下，在衡阳城投下了成吨的炸弹。城内的战俘营遭到了轰炸，不少官兵被炸得血肉横飞的。那些幸存下来的官兵们骂道：“我们拼死与鬼子血战的时候，求你们飞过来轰炸鬼子，可你们说没有炸弹，无法满足我们的要求。现在我们被迫投降了，你们就有了炸弹！炸吧，炸吧，把我们都他妈的炸死吧！”从此以后，每天都会有飞机来轰炸衡阳，就是要炸死这些降兵降将。
重庆方面来轰炸，并没有影响到衡阳城举行的受降仪式，中国派遣军司令冈村宁次特意飞来衡阳，亲自主持了受降仪式。在受降仪式结束后，冈村宁次又设宴款待方先觉等降将。9月10日，汪精卫派代表来到衡阳，与方先觉等降将商谈参加伪国民政府的适宜。
衡阳城投降的将领，都是蒋介石的黄埔学生。这次有这么多的黄埔系将领集体投降，开了国军部队从没有过的先例。这让蒋介石感到很痛心，而且在同盟国面前也丢了面子。好在他当最高领袖的这些年里，经历了东北的“九一八事变”、华北汉奸政府的“自治”、凇沪会战的失败、国都南京的丢失、再到武汉保卫战失败等一系列的的重大打击，都已经形成习惯了，而且也学会了荣辱不惊了。这次他的学生集体失节，确实让他大丢脸面，那些政敌们也趁机讽刺他，私下里说道：“老蒋不总是黄埔长黄埔短的吗，如今黄埔学生当了降将，看这次老蒋如何收场。”
但此时的蒋介石在痛心疾首后却变得非常的冷静，只是在黄埔学生前来晋见喊“校长”或者“恩师”的时候，他的嘴角都会不自觉的抽搐几下。学生们不争气，国内舆论哗然，蒋介石在全国人们面前大丢面子，这些都可以是无所谓，但在盟国面前却不好交代，情急之下的蒋介石，一面派飞机轰炸衡阳，一面不得不思谋应对之策。
到了9月20日这一天，蒋介石公开发表了一封电文，这是一篇超级混世电文。在电文中，蒋介石先称赞了方先觉在9月6日发出的“最后电文”，称赞方先觉以死铭志的革命精神。然后宣称方先觉现今生死未卜，很有可能已经同衡阳城共寸亡了，极力的掩盖方先觉等将领已经投降的事实。9月21日，以蒋介石为首的中央军事委员会下令公祭第10军阵亡将士，歌颂方先觉等将领为国捐躯的英勇壮举。蒋介石这一系列的举措，骗过了国人但却骗不过那些知情者的，他们对蒋介石玩的这套把戏，感到了啼笑皆非。
蒋介石的这些举措到底意在何为呢？一是混淆国人的视听，为他的黄埔学生遮丑；二是逼着那些降将们自杀“成仁”，为他这位校长挣回脸面。其实，他这一招又何尝不是笨拙和弱智的呢？首先，全国这么大，世界又是这么的小，就是国民政府死死的掩盖事实真相，日本人还能忍住不说吗？更何况第10军好几万官兵、衡阳城内十几万民众，乃至第10军官兵的家属，这些悠悠之口又如何能够堵住？因此混淆视听，掩人耳目是完全不可能的。其次，他明褒奖暗死逼的做法，又真的能“逼死”那些降将吗？如果那些降将真的知道廉耻的话，就不会放下武器走进日军的战俘营了。
就在蒋介石极力掩盖事实真相的时候，方先觉等降将身穿着伪国民政府的军服，在日军的严密监视下，在南京公开接受了伪国民政府主席汪精卫的检阅。检阅完成后，方先觉对被服官兵们说道：“大家辛苦了，今后我们就可以安下心来了。现在我们是汪主席领导下的和平救国军了，今后的粮饷都是由汪主席给我们发放的。汪主席是和平救国的领袖，是致力于挽救中国的英明领袖，我们拥护汪主席，就是拥护和平！”
阅兵仪式后，真相终于浮出水面，蒋介石的努力化做了泡影。全国各大报纸纷纷唾骂方先觉等降将，是中华民国建国以来的最大耻辱，是抗战以来出现的罪大恶极的汉奸。这些社会各界的谴责，让方先觉等降将感到了惶惶不可终日。更令方先觉等降将感到不安的是，德国法西斯在欧洲战场上连吃败仗，美国盟军在太平洋上也接连打了几个大胜仗，大小鬼子们都感到前途暗淡了，在这样的环境下，他们的压力就更大了，可以说活着比死了更难受。
方先觉终于按耐不住了，他意识到如果继续在南京待下去，这汉奸的帽子就再也摘不下去了。他决定冒险而逃，准备死里求生，于是他先安排副官处长张广宽先行逃走，并对张广宽嘱咐道：“你逃出去以后，立刻与蒋校长联系，然后再助我逃跑。”
11月下旬的一个黑夜，方先觉在军统局特工的接应下，逃离了南京城，脱离了日军的控制。几经辗转之后，秘密的回到了陪都重庆，结束了他的汉奸生涯。但是他也非常清楚，从此以后他的军人生涯也就此结束了，蒋校长无论如何也不会再用他了。