同时，唐守治师攻取老龙。接着，李鸿师进占南巴卡。孙立人军继续猛进，经过20多天的战斗，先后攻克弄树、般尼、河劳、桃笑、贵街、芒利等地。然后，这两个师合力攻占了腊戍。接下来，潘裕昆师占领了南图，唐守治师攻克了猛岩。
缅北会战宣告胜利结束，中国驻印军完成了消灭缅北日军、打通中印公路的历史使命。随后，中国驻印军各部队相继奉调回国。
在历时两年的缅北会战中，中国驻印军在美军的配合下，全歼日军第18师团和第56师团，重创日军第53师团、第2师团、第33师团和第49师团，共击毙日军3.3万多人，打伤日军7.5万多人，俘虏323人。缴获大炮186门、战车67辆和汽车552辆。中国驻印军伤亡1.7万人。中国的机械化部队成全了那些狂热的日军官兵的一个心愿：“与缅甸的鲜花一起凋落。”
就在缅北战场捷报频传之时，印缅战场的因帕尔却连连告急。1944年初，日军在因帕尔动用3个师团的兵力，发动大规模的战役，攻击中美英联军的印缅战场后方基地，企图扭转日军在缅北战场的颓势。
4月上旬，日军攻占科希马，包围了因帕尔，英军主力第14军团处境艰难，整个印缅战场形势严峻。这时候，如果中国远征军从云南向日军侧背发动进攻，就有可能阻止日军对印度的进攻，扩大缅北战场的胜利。罗斯福总统寄望于出现这样的局面，遂致电蒋介石，要求他尽快派兵从云南进攻印缅战场的日军。
蒋介石对此显得极为谨慎。他给罗斯福回电，明确地拒绝了罗斯福的要求。他说：如果再强行投入超出中国国力的战斗，“必将招致日军入侵云南、四川，以及新疆革命、山西赤化与最终全国赤化的局面”。这里面当然有他自己的小算盘：如果他的嫡系部队消耗掉了，将直接削弱他的个人势力。加之当时日军对河南与京汉铁路沿线的大规模攻势，牵扯了蒋介石的兵力。所以，他只派出第50师和第14师，空运增援缅北战场。
蒋介石这么做，自然不会令华盛顿方面满意。罗斯福再次致电蒋介石，强烈要求云南远征军开始反攻，电报说：“假若云南军不用于协同作战的目的，则空运装备、提供训练教官等我方呕心沥血的广泛支援，亦将失去意义。”
美国的压力奏效了，蒋介石决定发动滇西大反攻。4月14日，何应钦签署了“怒江攻势命令”。霍揆彰的第20集团军和宋希濂的第11集团军分别将军部移到保山瓦房街与板桥附近。远征军司令长官部也从楚雄移到马王屯。
盘踞怒江西岸的日军，此时深恐中国军队反攻，只得改攻为守。
5月11日晚，集结在怒江东岸的两万多名中国远征军，在怒江150公里正面12个渡口，乘坐橡皮艇强渡怒江。霍揆彰集团军首先派方天第54军的第198师第594团在栗柴坝和孙足渡口渡过怒江，与原在怒江西岸的预备第2师游击营配合，攻占拉瓦寨。宋希濂集团军主力仍在怒江东岸防守，担任策应的各加强团则分别从各渡口渡过怒江，向指定目标游击牵制。第76师加强团在平戛街与日军激战，双方损失惨重。13日，日军大部分退向芒市（今潞西），用100多匹驮马，各载尸体两具，向西北逃窜，沿途鲜血淋漓，绵延5公里。远征军逐次包围了平戛，以掩护进攻主力霍揆彰集团军的侧背安全。
方天军右翼第198师主力渡江以后，连克大寨和茶房，向位居高黎贡山险要地区的北斋公房攻击。日军在这里仗着工事坚固，据险顽抗。第198师久攻不克，便用一支部队正面监视，主力从两侧绕越。16日，第198师在炮兵和飞机火力的支援下，一举攻占马面关和桥头。
21日，第198师主力对北斋公房再次发起攻击，日军松山佑三第56师团第148联队的一个大队据险死守，双方形成对峙。
方天军左翼第36师渡江后，经过3天苦战，一度进入大尖山，但被日军击退。霍揆彰命令第二线的周福成第53军渡江，接替第36师的任务。周福成军第116师和第130师午夜进攻，在火炮和空军的支援下，两天后攻占了大尖山和唐习山。
在11天的时间里，远征军渡过怒江，冲上高黎贡山，完成了渡江攻击战第一阶段预定的目标。
远征军渡江后，西岸民众自发协助杀敌。渡江作战是中国抗战以来对日军的第一次大反攻。美国陆军部长史汀生说：“滇西远征军怒江出击，是东南亚过去一周内盟军作战的重要新闻。”重庆方面鉴于中国驻印军已开始攻击密支那，日军难于在短期内调动大量部队增援滇西，便命令远征军全部转入渡江作战。霍揆彰集团军所辖周福成军、方天军和预备第2师为右翼攻击军，攻击目标指向腾冲。宋希濂集团军所辖王凌云第2军、黄杰第6军和钟彬第71军为左翼攻击军，向龙陵、芒市方向实施战役突击。此后，滇西反攻进入第二阶段，战役集中在腾冲、松山和龙陵。
霍揆彰集团军渡过怒江以后，向日军占领的高黎贡山各个要隘持续攻击，分别攻下南、北斋公房及明光、固东和江苴街，形成了对腾冲四路攻击的态势。
腾冲旧名腾越，是南方丝绸古道上的一座著名古城。腾冲城战前有5万人口，城墙周长约4公里，高约7米，厚约4米，是用岩石筑成的，坚固异常。日军盘踞腾冲两年多，在城内修筑了30多座重点堡垒，大街小巷，堡垒星罗棋布，战壕四通八达，整个腾冲城变成了一座庞大而坚固的堡垒。
8月2日，远征军第36师开始向西南城墙攻击，空军开始轰炸，将城墙炸开一个缺口，攻城部队在火炮和空军火力支援下突入城内。5日，美军飞机集中轰炸四周城墙，炸开13处缺口。9天后，美军飞机猛轰东门日军守备队本部，日军第148联队长藏重康美大佐被炸死，太田正人大尉代行指挥。经过反复争夺，西南角的日军全被歼灭。
17日，攻城部队从西南角和南门西侧阵地的城墙缺口陆续进入城内。预备第2师、第36师、第198师和第116师主力突入市区，展开巷战。日军室室设防，街巷堡垒处处开火，战斗空前激烈，远征军每天伤亡人数都在500人以上。24日，远征军攻占西门阵地，9月1日，攻占东南角阵地，并先后攻克城内武侯寺、城隍庙、文星楼、县政府和秀峰山等阵地。9日，日军残余被远征军压缩到城东北角一隅。
这时候，蒋介石发来训令：“务必在‘九一八’国耻纪念日之前夺回腾冲。”攻城部队加强攻势。12日夜，日军指挥官太田大尉知道末日来临，便向军司令官和师团长发出凄惨的诀别电，烧毁军旗和密码本，破坏了无线电通信设备，用残余兵力进行最后抵抗，结果全部被歼。到14日上午，城内零星的日军已被肃清，腾冲完全收复，比蒋介石规定的期限提前了4天。
霍揆彰集团军的战报说：腾冲反攻战打了大小40多仗，毙敌联队长藏重康美大佐以下军官100多名，士兵6000多名；我军伤亡官佐1300多名，士兵1.7万多名。
在滇西反攻的左翼，宋希濂集团军于5月29日分别从攀枝花和毕寨各渡口渡江，分南北两路攻击龙陵和松山。松山地处云南西边，是龙陵县境内第一高峰，属横断山脉南麓，海拔2690米。它突兀于怒江西岸，形如一座天然桥头堡，扼滇缅公路要冲及怒江打黑渡以北40里江面。松山又陡又高，易守难攻，并且与腾冲、龙陵形成掎角之势。哪一方占领松山，哪一方就掌握了主动权、生存权。
驻守松山的日军是第56师团下属腊勐守备队。一年前，日本驻缅总司令河边正三中将和第15军新任司令官年田口谦看中了松山，认为松山的战略地位相当重要，从缅甸调来一支工兵部队，另外从泰国、缅甸调来两万民工，昼夜施工，松山的里外都是工事坑道。苦心经营一年余竣工后，河边正三为了考验工事的牢固性，派了10架飞机轮番轰炸半小时，工事内部丝毫未损。为此，河边正三在给南方军总司令部报告中称：“松山水泥工事的坚固性，足以禁得起中国军队任何武器的敲打，中国军队不伤亡20万休想拿下松山。”
6月4日起，第71军新编28师对松山发起强攻，连续月余，夺取了腊孟力街、竹子坡、阴登山等地，但伤亡巨大。卫立煌遂将第8军调来接替新编28师继续攻击。第8军的攻击开始了，但连续5天，冲到半山腰就被打退下来。
美军顾问团见久攻不成，提出了从松山下面挖坑道，然后放炸药爆炸的方案。8月4日，士兵们开始挖地道，8天就完成了任务。工兵运来了两卡车美国炸药，塞进了地道。20日上午，何绍周军长来到现场，挥舞旗帜下令起爆。刹那间，大地抖动，万道弧光，巨大的蘑菇云翻腾震荡。松山抖动了几下，顿时出现了两个直径约50米深的大裂隙。主堡内的日军全部葬送在这深深的裂隙中。
主堡被克，其余小堡的日军依然顽强地抵抗，第8军予以逐堡歼灭。这一仗，第8军以伤亡7000余人的代价，取得了歼敌3000余人的胜利，从而扫清了滇缅公路北端的障碍。攻克松山为远征军向龙陵、芒市和畹町的推进铺平了道路。
滇西日军只剩下最后一个重要堡垒龙陵了。这里东距松山70公里，北距腾冲约100公里，沿途山峦起伏，地势险要，卡着滇缅公路的脖子，战略地位颇为重要。它是日军在滇西和缅北的六大守备据点之一。日军一旦失去龙陵，在滇西就无险可据了。日军在龙陵周围的高地构筑了大量永久性的堡垒网群，在城内每一幢房屋都筑有堡垒，每堵砖墙上都有枪眼，在龙陵挡住远征军的西进。
龙陵之战，前后出现三次反复。第一次攻击于6月5日开始。钟彬军第87师和第88师向龙陵发起攻击，王凌云军第76师向平达进攻，直逼松山师团的驻地芒市。6月10日，远征军先后攻克了镇安街、黄草坝和腾龙桥，切断了龙陵与芒市、松山和腾冲之间的公路，一度攻入县城。城内只有300多名日军，固守3个据点待援。
这时连降大雨，给空中补给和老百姓的骡马运输造成很大困难。远征军未能及时补充弹药，粮食也吃光了，战士们用芭蕉根和山芋充饥。龙陵日军趁机反扑，宋希濂命令第88师放弃龙陵附近的阵地，向东北撤退12公里，到达第87师的阵地。第一次进攻龙陵失利。
松山佑三迅速抽调腾冲兵力2000多人和芒市兵力1000多人，火速驰援龙陵。双方在黄坝和香菇岭等地激战，远征军调李弥军荣誉第1师及新编第39师赶到，才转入反击。此后，远征军各部向前推进，占领了龙陵附近的日军各个据点。
8月14日，远征军向龙陵发起第二次进攻，日军荻尾少佐在轰炸中毙命。这次进攻，龙陵县城东南的老东坡打得最为激烈。日军在老东坡有20多个堡垒，十分坚固。经过6个日夜的恶战，远征军冲锋16次，终于将日军消灭。新编第28师约有800名官兵阵亡，日军遗尸400多具。
9月初，2000多名日军从芒市向龙陵扑来，各据点又先后沦入日军手中。远征军急调后援部队增援龙陵，稳定战场形势。此后，大垴子坡和南厂又遭到1000多名日军的进攻，两地相继失守。上旬，第5军高吉人的第200师从昆明赶来增援，阙汉骞军第36师从腾冲南下龙陵，经过三天三夜血战，才将原有阵地一一夺回。
10月29日，中国远征军各部在炮兵和空军协同配合下，向龙陵发起第三次总攻。日军残部在远征军三面合围下沿滇缅公路向芒市溃逃。远征军收复了龙陵。
1月27日，中国远征军、中国驻印军和盟军的欢呼声汇成一片，三支队伍在芒市会师。
滇西战役打了8个月又16天，全歼日军松山师团，部分歼灭日军第2师团和第53师团，日军21057人死伤和被俘。中国军队出动7个军14个师和其他特种独立团共16万多人，伤亡、失踪共67463人。
1月28日，中国远征军和中国驻印军经过中印公路旁的小镇苗斯，在这里举行了会师典礼。中国远征军在通往祖国的路上竖起白布横幅：“欢迎驻印新军凯旋回国！”在旗杆下面，卫立煌和索尔登各说了一句话，令盟军振奋，令日本人胆寒。卫立煌说：“今天是会师东京的开始。”索尔登说：“到东京会师去，让两国的国旗飘扬在东京上空。”他们的讲话被官兵们的呐喊淹没。典礼结束，中国远征军启程回国。中国驻印军为确保中印公路的安全，返身攻打腊戍。三年来，令世界注目的滇缅战争，这时终于画上了句号。