1943年，不论是欧洲战场，还是亚洲战场，战局正朝着有利于同盟国的方向发展。因而反攻缅甸的计划被提到议事日程。
日军占领缅甸后，英军退入印度。中国远征军主力退回滇西，在云南楚雄重组，陈诚任司令长官。后来陈诚生病，由卫立煌接任，黄琪翔任副司令长官，下辖宋希濂的第11集团军和霍揆彰的第20集团军，还有何绍周的第8军，以及其他特别兵种，共16万人，部署在怒江东岸担负江防守备任务；远征军之一部，经缅北越过野人山进入印度的莱多，后到比哈尔邦的兰姆珈营房补充和整训，编为中国驻印军，史迪威任总指挥，罗卓英任副总指挥。
日军一方面加紧控制缅北，封锁滇缅、中印公路，断绝援华物资的陆上运输通道；另一方面又妄图乘胜侵占印度东部，以断绝美国援华物资的空运基地，阻止盟军从印度向东南亚反攻，以迫使中国国民党政府和印度屈服。
为此，1943年3月，日军成立缅甸方面军（司令为河边正三中将），辖第15军（司令为牟田口廉也）。而后又相继增加了第28军（司令为樱井省三）和第33军（司令为本多政材）。
1943年6月，日军准备首先急袭并摧毁盟军的反攻根据地印度东北部的因帕尔。
中美英三国就发动缅甸作战已进行了长时间的磋商，决定以中国驻印军和中国远征军及美英军一部，在缅甸北部和滇西对日军进行反攻作战。其目的是在英美空军协助下，歼灭缅北日军，打通中印公路，改善盟国对中国战区军需物资的运输。这样，中国战区就可以进一步发挥更大的作用，钳制和击败日本在华陆军主力，减轻美国在太平洋战场和英国在南亚等地的压力，共同打败日本法西斯。
印度至缅甸没有一条像样的公路，打仗的军需物资送不上去。没有军需物资作后盾，反攻缅甸就无从谈起。于是，史迪威决定先修筑一条中印公路。
1月27日，两支队伍从训练基地兰姆伽出发，一支是美军工程兵部队，另一支是掩护美军工程兵筑路的中国远征军新38师之114团。他们坐卡车，乘轮船，颠簸了一个多月来到莱多。这里到缅甸没有路，也没有河流。史迪威打算从这里修一条通向缅北的公路。修这条公路必须经过隘路森林，森林里有低凹的沼泽，也有凸起的小山包，还有大象及各种野兽出没。这些野生动物第一次见到人，开始表现得十分害怕，总是躲得远远的。后来，筑路需要经过它们的窝，将它们的窝毁了，它们便发了怒，每天都有数不清的野兽向筑路的部队袭击。中美军队的官兵们只好用机枪对付它们。谁知，这阵阵枪声引来了真正的敌人。他们修到胡康谷后，遭到日本小股部队的袭扰。负责施工的美军少将惠勒尔觉得一边修路，一边打仗不行，便向史迪威提出撤走修路人马。惠勒尔的要求遭到了史迪威的痛斥，他无可奈何，只得继续带队修路。保护修路部队的第38师114团要超前赶路，他们于3月9日越过丛林，来到唐卡家，刚刚安营扎寨，忽然见到成千上万的蝙蝠飞来，就像一张巨大的网，先是从树上散开，然后由东向西，向部队住的四周袭来。动物搬家，必有异情。第114团的张团长有着军事动物学的知识，他凭着感觉，认为不远处有敌人。他将自己的想法告诉惠勒尔将军，惠勒尔觉得他分析得有理。
考虑到明天可能有敌情，惠勒尔睡不着，半夜里叫醒了张团长，和他商量将部队移到对面的小山上。那里易守难攻，只要在山上架几挺机枪，就可以应付2000多敌人的进攻。张团长当晚就将帐篷及武器弹药迁到了对面的小山上。
第二天清晨，天气晴朗。突然哨兵跑来，向张团长报告说，山那边来了一批鬼子，朝他们驻扎的地方拥来，几乎把整个山坡都掩盖了。张团长立即到了惠勒尔的住地，通报了敌情。中美部队立即占领阵地。不久，日军果然来了，他们号叫着先是匍匐，以后是弯腰前进，最后干脆直起腰扑过来。
“砰”的一声清脆的枪响过后，手榴弹在敌群中爆炸，汤姆机枪“哒哒哒”地射向敌人。敌人像被风暴摧毁的高粱，纷纷倒地。但是，敌人被打退了一批又上来一批。整个唐卡家烟尘滚滚，刀光闪闪，从早上一直杀到傍晚，直到天黑了下来敌人才退了回去。张团长估计敌人明天一定还会再来，便用无线电台向孙立人师长报告了战斗情况。孙立人答应过几天派第112团增援。
由于唐卡家一带道路狭窄，日军的大炮坦克运不上来，他们只能派小股部队袭扰。中美部队联合起来，兵力相当于一个师，完全可以对付这些小股的敌人。因此，他们一边修路，一边对付袭扰的敌人。直到9月上旬，公路修到了南阳河附近，在较长一段时间里，仍然是边修路边作战。
10月份，史迪威制定了一个反攻缅北的作战计划，代号借用了一部小说的标题：“人猿泰山”。执行这个计划的中国驻印军，将从印缅边境的小镇莱多出发，跨过边境进入缅甸，建立进攻出发阵地和后勤供应基地；然后翻越野人山，突破胡康河谷和孟拱（今译为莫冈）河谷，夺占缅北要地密支那，最终打通云南境内的滇缅公路。10月底，史迪威命令新38师、新22师开进莱多、胡康河谷、南阳河等地，准备进行大反攻。
郑洞国的新编第1军担任这次战役的主攻任务。该军下辖孙立人的新编第38师和廖耀湘的新编第22师，兵力近3.5万人。
史迪威挑选的胡康河谷，缅甸语的意思是“魔鬼居住的地方”。这是缅甸的最北方，方圆几百里没有人烟，山高林密，河流纵横，雨季泛滥。传说中，这里曾有野人出没，所以又叫做“野人山”。
在胡康河谷和密支那，驻守着日军田中新一的第18师团，共有兵力3.2万人。这是日军的一支王牌军，号称“常胜师团”，参加过进攻上海和南京的作战，是制造南京大屠杀的元凶之一。它曾在新加坡迫使8万多英军缴械投降，然后投入缅甸作战，又有“丛林作战之王”的称号。
10月20日上午11点，在新背洋以西无名高地，孙立人师搜索连与日军一个大队遭遇。双方立即抢占有利地形，几乎同时开火。日军按照以往经验，认为自己的一个大队（相当于一个营）战斗力相当于或超过中国军队的一个师，根本不把中国的一个连放在眼里，立即向无名高地发起冲锋。
搜索连是孙立人师的开路先锋，兵员300多人，配备迫击炮12门，反坦克炮3门，轻重机枪25挺。士兵清一色配备M4汤姆式冲锋枪。战斗一打响，战士们沉着应战，将日军放入射程内，充分发挥火力优势杀敌。当日本兵端着三八大盖气势汹汹扑上来时，迫击炮弹劈头盖脸地砸下来，机枪子弹构成一道密不透风的火墙，把日军打得晕头转向，像收割机下的禾稻一样纷纷栽倒在地上。
中国军队开始反冲锋，战士们头戴钢盔，个个争先，把手持老式步枪的日本人打得血肉横飞，浑身都是窟窿。下午，中国的另一个连队及时赶到，两路夹击，日军丢下200多具尸体，仓皇逃窜。前哨战告捷，中国驻印军首创对日军以少胜多的战绩。
四天后，孙立人师第112团开始攻击前进，从缅北野人山区的唐家卡和卡家卡一线，分三路向新背洋和于邦一线前进，遭遇了日军田中师团搜索团和第56联队第2大队。炮兵部队进行了一个小时的炮火急袭，300多发炮弹在日军阵地中开花。然后，中国军队向日军发起了攻击。在前线督战的史迪威将军，后来写下了自己的观感：“中国人打得很好，这些人勇猛无畏，下级军官是好样的。”
史迪威对中国军人的评价，与罗斯福当时对中国做出的评价是一致的。在史迪威写下他那段观感的同时，罗斯福坚持要中国与美、英、苏三国一起发表一个四国宣言。10月30日，中国驻苏联大使傅秉常经授权与其他三国外长一起在美苏英中《四国关于普遍安全的宣言》上签字（也叫“四强宣言”），它标志着中国已跻身世界“四强”之列。
第112团只用5天就占领了新背洋。田中新一立即调整部署，派第114联队防守密支那，派第55联队和第56联队向前线增援，师团指挥部也向前开进。11月初，第112团第1营和第2营前进到于邦附近，与日军第55联队遭遇，双方在加拉苏四周山头展开激战。
第112团拥有各种口径迫击炮60门，轻重机枪110挺。部队占据山头，居高临下，日军虽然在兵力上占了优势，但迫击炮不到20门，机枪只有十多挺。第一天，第112团的迫击炮几乎主宰了战场形势。日军进攻屡屡受挫，连指挥部也挨了两发炮弹，副联队长平田一郎被当场炸死。
日军强攻不成，便改变战术，派一个大队迂回到第112团阵地后方，截断退路，再派出小股部队不断袭扰，吸引中国军队开火消耗弹药。日军一连几天骚扰，第112团的还击渐趋稀疏，炮兵射击也零落下来。第五天黎明，日军大规模集结部队，联队长丸山房信亲自上阵，准备发起最后的总攻。就在这时，一队美国飞机隆隆地飞到战场上空，将弹药补给准确地投放在第112团的山头阵地。
此后一个月，第112团和整整一个联队的日军对峙。日军伤亡近千人，始终没能攻破两个营的中国军队阵地。丸山房信在写给田中新一的报告中报警：“（加拉苏）高地之战是一个前所未有的战例，中国人的变化是惊人的，希望能引起师团长阁下的重视。”日本人在战后写道：“在九州编成，转战中国，素有把握的第十八师团，与中国军战斗最自信，岂料胡康河谷的中国军队，无论是编制、装备，还是战术、技术，都完全改变了面貌……使我军损失惨重……全军为之愕然。”
11月2日，孙立人师第114团向新背洋推进，担任警戒。4天后，第112团攻克于邦日军的前进阵地，日军固守于邦核心阵地进行抵抗。双方激战了16天，日军第55联队和第56联队的主力增援于邦，第112团因敌众我寡，兵力悬殊，反被日军包围。孙立人师派出第114团和炮兵第1营，向于邦方面增援，史迪威和孙立人亲赴前线指挥，在美国空军支援下，终于在一个月后攻占于邦，日军第56联队第2大队被歼，残部向大龙河左岸地区撤退。孙立人师先后到达大龙河右岸，廖耀湘师先头部队第65团到达新背洋附近地区。
于邦失守，日军第15军团牟田司令官将负责防守缅北的第18师团师团长田中新一叫到仰光军团指挥部，狠狠地训斥了一顿，限令他在5天之内夺回于邦，将中国军队打回印度。田中回到部队，亲自到前线察看地形，部署反击。他计划集中3个联队反扑，结果事与愿违，连战三天不仅没有夺回于邦，反而被中国军队打得倒退了50公里。田中新一退到大拍家后，一脸沮丧。可是，待他察看地形时，见到这里有一片树林，树林后面是一片开阔地，便于坦克、大炮发挥特长，不由转忧为喜，脸上露出了笑容。他决定凭这片树林和两侧枉克山和大奈河为依托，组织部队构筑三道防御工事，以阻止中国远征军的前进步伐。
第一道防御工事放在树林里，日军三人一组，在大树上搭成吊铺，将机枪、迫击炮安置在吊铺上，连士兵们烧饭睡觉都在吊铺上。新38师一路追击，也跟着到了大拍家。他们没有发现日军的防御工事，冒冒失失地闯入了敌阵，遭到埋伏在吊铺上的敌人立体化攻击，新38师伤亡很大。
孙立人来到前线，设想了一个侦察日军火力的计划。傍晚，他令士兵们隐蔽着，举着套上军装的草人缓缓移动。突然，从树顶上冒出一串串火舌。孙立人立刻明白了日军的秘密，他命令迫击炮向树林开炮。顿时，树林燃烧起来，鬼子吓得纷纷从吊铺上跳下来。孙立人命令官兵朝鬼子射击，枪法好的士兵一枪一个，孙立人将这一战术起名为“打人鸟”。
中国驻印军在缅甸作战期间，蒋介石在宋美龄陪同下于11月21日到达开罗，与罗斯福、丘吉尔会面。他向英国首相谈到正在缅甸进行的反攻，建议英军从缅甸南部登陆，与中国军队南北夹击，丘吉尔没有同意，他只要求中国军队在缅甸北部牵制住日军，使他们不能进攻印度。同时，他也拒绝了把香港交还中国的要求。会后，三国首脑签署了《中美英三国宣言》。
1944年元月，日军第55联队和第56联队退守胡康河谷内的大洛至太白家一线。中国驻印军分为左右两个纵队，左路为孙立人师，从于邦地区出发，进攻太白家和甘家一线；右路为廖耀湘师，从新背洋进攻大洛。28日拂晓，从新背洋起飞的美军飞机开始猛烈轰炸大洛的日军阵地。8点钟左右，廖耀湘师战车营的坦克纵队出现了，钢铁洪流像一把尖刀，插进日军阵地，撕裂日军的防线，然后掩护步兵反复冲杀，并不失时机向纵深突进。
这是中国抗战史上第一场由中国人主导的向日军进攻的机械化战争，现代化优势在中国人一边。坦克手们驾着铁甲战车，猛烈地扫荡日军的阵地和步兵，步兵紧跟在坦克后面，利用钢铁屏障的掩护，肃清各个死角，占领日军的工事和阵地。
元月最后一天，廖耀湘师攻占大洛，歼灭日军第56联队第3大队长冈田少佐以下700多人。虽然田中新一逃出了大洛，但师团的大印却落在中国士兵手中。左路孙立人师也于同一天向太白家发起总攻，美军第10航空队出动30多架飞机，轮番实施空中打击，日军不得不突围后撤。第二天，孙立人师占领太白家。两路兵锋直指日军两个联队主力集结的孟关。
田中师团撤出大洛和太白家一线之后，改变防御部署，将第55联队和第56联队成梯次配置，分别占据胡康河谷中心地带相距约12公里的孟关和瓦鲁班地区，企图以坚固的纵深防御阻止中国驻印军的进攻。
针对日军的作战企图，史迪威决定由孙立人师长率部挺进孟关敌后攻克瓦鲁班，截断敌退路；然后由廖师长率部向孟关发起正面进攻。迫使敌人在没有退路的情况下、放弃孟关。
2月18日，中国驻印军的两个纵队从大奈河向孟关发起进攻。田中新一到孟关指挥作战。中国军队很快就突进到孟关外围阵地，廖耀湘师已全部投入战斗。24日，中美联合部队向日军发动全面进攻，廖耀湘师和孙立人师主力迅速向孟关逼近。美军突击队一星期后抵达瓦鲁班东北面地区，随即向日军发起攻击，并占领其侧后的南北河渡口。日军发觉自己的后方已被截断，只留下少数部队在孟关正面抵抗，集中全力向瓦鲁班发起反击。美军突击队在中国军队第113团的支援下，与日军展开激战。
四天后，廖耀湘师攻克了孟关。田中新一的两个联队大部分被歼灭，只有一部分向瓦鲁班方向溃败。
孟关距滇缅公路不远，是缅北的一个重镇，交通发达，易守难攻。中国远征军攻克孟关，意义重大而深远。为此，蒋介石还特意发去贺电。
对于向瓦鲁班方向溃败的日军，中国军队当即南下追击。3月8日中午，第113团战车第1营和美军突击队向瓦鲁班发起攻击。下午1点钟，战车第1营从河堤缺口涉水过河，对岸日军根本没想到坦克竟有这种本领，急忙集中火力封锁河面。中美联军更不示弱，大小火炮对准日军阵地，实施压制射击，美国飞机也赶来助战，直打得日军阵地一片火海。半小时后，战车已登上对岸阵地，日本兵像兔子一样，四散奔逃。这是用石头对付鸡蛋、用钢铁碾压肉体的较量，这是以血还血、以命抵命的复仇，这是泰山压顶、不可抗拒的胜利进军。土包式的工事里还有日军顽抗，坦克手们就给它一发穿甲弹，立刻叫它底朝天；树丛下还有日军射击，一发榴霰弹打过去，丛林内便是一摊摊肉泥；草丛中有日军藏伏，一发燃烧弹便叫他原形毕露，变成火团。战到第二天，中美联军攻克了瓦鲁班。日军两个联队死伤过半，余下的那一小半靠工兵在丛林中临时开辟的两条秘密通道侥幸逃出绝境。
胡康河谷战斗，田中师团遭到重创，日本缅甸方面军急忙将第53师团调到缅甸北部，增援田中师团作战。同时，日军在缅甸组建第33军，由本多政材中将任军长，统辖第18师团、第53师团和第56师团。本多把田中师团残部和第53师团部署在孟拱河谷，企图据险顽抗。
中国军队攻克瓦鲁班之后，史迪威将军下令向杰布山攻击前进。杰布山海拔1300多米，连绵约10公里长，是个阴森恐怖的地方，除了森林，别的什么也没有。田中新一师团长得知中美部队的作战企图后，亲自来到杰布山，部署兵力阻挡中美部队的进攻。
史迪威依然还是照攻占孟关的打法——迂回包抄与正面进攻相结合与日军周旋。按照史迪威的部署，新38师113团和美军麦支队1营，3月14日出发，沿杰布山的左侧迂回，攻击敌后方交通线上的据点班拉；新22师66团正面进攻丁高沙坎，得手后沿山谷南下班拉，与38师会合。
3月19日，新38师113团和美军的麦支队迂回10公里，又渡过了南高江。次日早晨，天麻麻亮，他们向班拉发起突然袭击。敌人还在梦乡，万万没有想到中美部队会杀到身边，许多人被打死在床上或床边。侥幸逃出营房的，也被埋伏在路边的中美部队歼灭。
班拉战斗打响时，新22师60团攻打杰布山丁高沙坎战斗已结束了。3月29日，新38师和新22师在班拉胜利会师。日军在这次战斗中，有800名官兵丧生，中美部队以极小的伤亡获得了胜利。
中美联军突破杰布山天险后，进入孟拱河谷。孟拱河谷长约110公里，平均宽度不到10公里。孟拱城位于南高江与孟拱河、南因河交汇处，地势险要，有铁路和公路通向密支那和曼德勒。每逢雨季，平地一片汪洋，易守难攻。日军为了阻挡中国军队前进，调集原在中国云南西部的两个联队前往增援，全部配置于孟拱河谷，企图凭借山川有利地形，逐次抵抗，以待雨季来临。
4月7日，史迪威指挥中美部队打响了孟拱河谷大战。史迪威采取两翼迂回战术，以新38师为右翼队，新22师为左翼队，分别沿南高江东西两岸前进。为了达到奇袭效果，他们故意不走大路专拣山路走，碰到大山便攀登悬崖。有一段路被猛涨的河水挡住了淹没了，官兵们毫不犹豫，泅渡过河。稍作准备后，他们从敌人的背后杀进去，新38师一个中午就占领了瓦兰西，截断了加迈至瓦兰西与克老缅之间的公路联系。中午，新22师攻占了马拉高据点后，晚上继续前进，3天后，与新38师合力攻占了加迈。
新22师和新38师接连打了许多胜仗，但急性子的史迪威还嫌速度不快，要求加速前进，挟屡胜之威，完全占领缅北。两个师的官兵们带着干粮，连续行军4天，进至色当。色当是日军的重要辎重、粮草仓库，整个缅北的日军吃住行全靠这里供应。
史迪威为了避免损失，设想了一个出奇制胜的方案，命令孙立人先派出侦察兵前往侦察。孙立人放出暗探，乘着夜幕，捉来了“舌头”，从中了解到守卫色当的是日军第12辎重联队、野战重炮第21大队和守仓库的监护兵两个中队，总兵力约1500人。这支部队主要任务是看仓库以及向各个师团运送军需物资，平时没参加过什么战斗，久而久之，官兵们产生了麻痹思想，每当吃饭时，从不携带武器。
史迪威决定利用敌人开饭时袭击。5月26日上午，新38师的先遣队悄悄地潜伏在敌人仓库外的铁丝网前，用剪刀剪断了一层层设防的铁丝网，静等敌人的开饭号。孙立人是个作风极为精细严格而又生性要强的指挥官，他叮嘱部队，从下令冲击到接近敌人必须在5分钟内完成，力争将敌人统统打死在饭堂内，不给敌人回宿舍取枪的时间。而且，他还提出38师要比22师先冲进敌人的饭堂。
正午时刻，孙立人看着敌人排着队进饭堂时，举枪朝天空发出三颗信号弹，命令部队发起攻击。刹那间，一发发炮弹击中敌人的饭堂，大火熊熊燃烧起来，新38师和新22师官兵如脱弦之箭，越过铁丝网，冲进了敌人饭堂，对着敌人猛烈扫射，不到一小时就结束战斗。中国军队大获全胜，共歼灭日军950人，缴获重炮15门，满载弹药的卡车75辆，骡马500多匹，粮食、弹药库15幢，还有一所汽车修理厂。遗憾的是当战斗打响时，离仓库不远有500多敌人正向饭堂走时，听到枪响，纷纷跳上汽车逃走了。
牟田司令官得知色当仓库被中方占领，急令第2师团出动两个联队，限时两天内夺回仓库。
竹内率两个联队，如潮水般向色当涌来，正好与追击的中国军队在孟拱公路上相遇。双方摆开阵势，杀得天昏地暗。史迪威得知追击部队遭遇日军，发动美军官兵不断从色当仓库向孟拱公路运炮弹。同时向孙立人下了死命令，一定要将敌人打回去。一直战至6月1日，还不分高低。孙立人见状，急中生智，命令第113团插至敌后，一举攻克拉芒卡道，然后又夺取拉瓦各据点，再回头与第112团夹击敌人。日军第2师团支持不住了，作鸟兽散，夺路逃跑。
就在孟拱河谷大战正酣之际，中美联合突击队正秘密向密支那进发。5月16日，这支部队隐蔽地接近了密支那外围。密支那是缅甸北部重要的交通枢纽，又是中印公路的重要通道。田中新一的第114联队主力及第56师团一部在这里构筑了坚固的防御工事。
5月17日清晨，美军出动大批飞机对密支那进行长时间轰炸。上午10点，中美联合突击队向密支那以西约1公里的飞机场发动猛攻。日军对中美部队的突然出现茫然失措，仓皇抵抗。中美联军经过4小时战斗，完全肃清了机场上的日军。
下午，满载着武器、弹药、给养和增援部队的美国运输机和滑翔机，在密支那机场降落。第二天上午，史迪威带领12名战地记者飞抵密支那。随即，“盟军奇袭占领密支那”的新闻迅速传向各同盟国。自以为是的英军曾断言，中国军队无法占领密支那，当丘吉尔得知密支那机场的战情时，马上责问英军的东南亚战区司令蒙巴顿：“他们是怎样漂亮地在密支那从天而降的？对此你有何解释？”
密支那的初步胜利，切断了孟拱和加迈日军的后勤补给线，大大鼓舞了对日军正面进攻的中国军队。5月下旬，廖耀湘师在索卡道将日军田中师团主力包围。27日，孙立人师第112团渡过狂涛汹涌的南高江，占领了西通；第113团向加迈急进；第114团向孟拱发起进攻。几天后，廖耀湘师将索卡道的日军全部肃清，消灭日军5108人，生俘樱井中队长以下112人。接着，这个团挥师南下，向加迈猛进。6月16日，他们和第113团在加迈会师，田中新一率领1500多名残兵，在第53师团主力接应下仓皇南逃。6月25日，孙立人师第114团攻克孟拱，消灭日军1600多人。
但是，夺取密支那城区的战斗十分激烈而艰苦。史迪威将军在空降成功的鼓舞下，命令部队两周内拿下密支那。然而，他低估了日军。中美联合突击队占领密支那机场后，日军急忙从中国云南西部和八莫调派部队向密支那增援，使该地日军达到约两个联队的兵力。轻敌冒进的中美部队在密支那火车站惨遭伏击，伤亡巨大。史迪威连续向密支那空运5个团的兵力，各部队不断向日军发动猛攻，但日军凭借工事顽固抵抗。随着雨季的到来，战斗更加艰苦。
到了7月份，孟拱和加迈的日军已被歼灭，密支那成为一座孤城。日军指挥官水上源藏少将按照本多军长“死守密支那”的命令，依然负隅顽抗，作困兽之斗。史迪威撤换了联军指挥官博特纳准将，重新调整部署，命令第50师、新编第30师和美军突击队从三面围攻密支那。
7月13日，中美联军向密支那发起总攻，很快肃清了外围阵地，攻入市区，随即开始与日军争夺每一所房屋和每一条街道。经过20天的激战，终于肃清残敌，占领整个市区。水上源藏被迫自尽。少数残敌偷渡伊洛瓦底江，向八莫逃窜。密支那攻坚战，中美联军歼灭日军约3000人，自身伤亡约7000人。
胡康河谷和孟拱河谷的战斗，中国军队歼灭日军田中师团全部，及第53师团和第56师团各一部，共击毙日军两万多人，一雪两年前兵败缅甸的耻辱。廖耀湘在胜利后立即给蒋介石发电报，兴奋地写道：“此次敌重武器及军用车辆遗失之巨，人员死伤转于沟壑者之众，狼狈溃散惨状，有甚于两年前国军野人山之转进。追昔睹今，因此痛雪前耻，官兵大奋。”
中国驻印军攻克密支那后，乘雨季进行休整扩编，新编第1军扩编成两个军，孙立人指挥新编第1军，廖耀湘指挥新编第6军。新编第1军下辖李鸿的新编第38师和唐守治的新编第30师；新编第6军下辖李涛的新编第22师、龙天武的新编第14师和潘裕昆的第50师。
当年10月，雨季将尽。中国驻印军从密支那和孟拱分两路强渡伊洛瓦底江，展开反攻缅北的第二期战斗。孙立人率领新编第1军为东路，沿密支那向南八莫进攻；廖耀湘率领新编第6军为西路，从孟拱直取史维古，围攻中国云南、缅甸和泰国边境的日军，继而向东发展，协同新编第1军合围八莫的日军。
11月，侵华日军大举进犯中国独山，贵阳告急，廖耀湘军奉令空运回国增援，留下潘裕昆师编入新编第1军。同月上旬，李鸿师完成对八莫日军第2师团约一个联队的包围，经过一个多月攻坚战，攻克了日军号称至少能坚守3个月的八莫要塞，击毙日军守城司令官原三好大佐以下5000多人。
在李鸿师攻占八莫的同时，唐守治师绕过八莫对南坎发动攻势，夺取了南坎西北的南开。十几天后，唐部前锋第90团与北上增援八莫的日军遭遇，日军集中两个多联队的兵力强攻第90团防守的高地，一天之内连续冲锋15次，始终不能越雷池一步。第90团乘势反击，日军丢下1000多具尸体和大量枪炮辎重狼狈溃逃。
时间又进入新的一年。1945年1月7日，孙立人军完成了对南坎的包围。15日，孙立人军各部队在坦克、炮兵和空军火力的支援下，对南坎日军发起猛烈攻击。据守南坎外围和城内的日军，虽然拼死抵抗，仍难阻止中国军队的攻击，死伤惨重。当天，唐守治师全部占领南坎。日军残部向南坎东北及东南方向溃退。第二天，唐守治师与日军在汤康和巴松附近对峙。
与此同时，李鸿师主力沿滇缅公路进击，同时派出一支部队从右侧山地向敌后挺进。几天后，李鸿师先后攻克了芒友外围的几个据点，并与滇西中国远征军第116师第348团取得联系，联合发起攻击，攻破芒友，滇缅公路就此全部打通。
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。