自日军进入中国战场以来，第3师团就对第5和第6师团有些不满。主要原因在于，日军高层普遍认为第5和第6师团表现优异，因此这两个师团在日军内部地位较高，常被看作是“精英”。尽管第3师团也有不小的成绩，但始终只能位列第三，这让该师团的领导层颇感不甘。尤其是在上高会战之后，出自名古屋的第33师团因战绩糟糕被第34师团从大阪嘲笑时，第3师团长丰岛房太郎更是怒不可遏。每当听到“名古屋人还是一如既往得差劲”之类的话，第3师团的领导都气得火冒三丈。

丰岛房太郎认为，第5和第6师团根本没有什么值得称道的地方。比如，第5师团虽然是日军首支机械化部队，但在南口、忻口、临沂和昆仑关的战斗中，屡屡受到中国军队的阻击，战绩不佳。丰岛房太郎认为，就这样的表现，怎么能排名在第3师团之前？至于第6师团，丰岛房太郎觉得其也不过是凭借武汉会战后驻扎在新墙河一带与第9战区对峙而得到较高评价的罢了。他认为，熊本地区的部队并不算出色，名古屋的部队同样能够打得不错。

丰岛房太郎下定决心，在自己担任第3师团长期间，必须改变第3师团屈居第5和第6师团之后的现状。在1941年9月18日的第二次长沙会战中，第3师团负责突破的新墙河防线，由董煜指挥的第60师防守。由于外线的大云山战役，第60师被调来增援新墙河，导致防线未能及时加强。此时，第3师团顺利突破了新墙河防线，虽然相对轻松，但也因此感受到董煜的第60师紧追不放。

第60师并没有因此大败，反而保持了较强的战斗力。第3师团每前进一步，第60师便紧随其后，像“蘑菇战术”般进行骚扰，令第3师团疲于应对。最终，第3师团在丰岛房太郎的指挥下决定展开全线反扑，终于击溃了第60师，成功突破了敌军的防线。

随着日军第3师团接近汨罗江，第37军的军长陈沛发现了日军的不寻常动作——日军并没有直接攻击第37军阵地，而是转向了西东，暴露了侧翼。此时，萧之楚的第26军出现在日军左翼，而第9战区的密电码被日军破解，导致阿南惟几决定将第6师团调向第26军，并从第3师团抽调部分兵力掩护第6师团的侧翼。阿南惟几的计划看似周全，但他低估了第26军的反抗意志。

第26军在萧之楚的指挥下奋力拼搏，不仅没有撤退，反而组织了强有力的反击。第6师团的进攻受阻，第3师团则趁机继续前进，抢占了长沙的头功。但丰岛房太郎并未因此感到满足，他深知这只是暂时的胜利。最终，在9月19日下午，第3师团终于抵达汨罗江北岸。

然而，第3师团在汨罗江的推进并非一帆风顺。日军未料到的是，第37军140师的猛烈反击导致了第3师团的重大伤亡。经过一番激烈的战斗，第3师团艰难脱险。此时，丰岛房太郎得知第6师团已脱离了第26军的纠缠，并开始向汨罗江靠拢，急于迎头赶上。

第3师团接着迎来了更大的挑战。当他们到达永安时，突然遇到了第74军的顽强抵抗。第3师团本以为这是一次突破机会，却没想到却陷入了重重困境。第74军的余程万率部在永安展开猛烈反击，造成了第3师团重创。丰岛房太郎意识到，这是第6师团本应执行的任务，却落在了第3师团的头上。

紧接着，阿南惟几急令第6师团支援第3师团，而第3师团终于打破了困境，开始向长沙推进。然而，长沙的胜利最终被第4师团和早渊支队抢先夺得。丰岛房太郎不甘心，决定继续向株洲进攻，但在这一过程中，第3师团遇到了暂编第2军的顽强抵抗。

暂编第2军虽然实力较弱，但其士兵的勇气和战斗力出乎日军的预料。战斗中，日军的尖兵因为缺乏弹药而不得不依靠刺刀拼搏，但依然无法突破暂编第2军的防线。此时，日军大队长也因激烈战斗而受伤，最终导致日军的溃败。

虽然第3师团最终占领了株洲，但丰岛房太郎心知，这一场战斗并没有带来多少实质性的胜利。在随后的会战中，第3师团的表现依然未能超越第6师团的成绩，令丰岛感到非常不甘心。尽管如此，丰岛房太郎坚信，在下一次的长沙会战中，他一定能够超越第6师团，争取更多的荣誉。