1941年12月8日日本发动太平洋战争后，美、英、荷等国及中国政府相继对日宣战，经中国政府建议，12月23日，在重庆召开了东亚联合军事会议。26日，英国驻印军总司令韦维尔与中国签订《中英共同防御滇缅路阶定》，中英正式结成军事同盟。中国立即派出以侯腾力团长的中国驻缅甸军事代表团去腊戍，与缅甸英军总司令哈顿协商中国军队入缅作战的问题。早在当年2月间，中国就曾派出高级军事代表团赴缅甸等地视察，与英国协商共同保卫缅甸问题，但英国害怕中国军队进入缅甸对其殖民统治产生不利影响，所以，只要求中国在中老、中缅边境布防，而不同意中国军队人缅。这次虽因形势发展签订了同盟协定，仍不同意中国军队入缅作战。
1942年元旦，中、美、英、苏等26个国家的代表，在华盛顿签署了对轴心国共同行动的宣言，即《联合国家宣言》。各签字国保证以全部军事、经济力量对德、意、日作战到底，决不单独媾和或签订停战协定，正式建立了国际反法西斯联盟。同时，中国军事委员会委员长蒋介石被推任为盟军中国战区（包括越南、泰国）联军总司令，美国的史迫威中将被任命为中国战区美军司令，并被蒋介石任命为中国战区参谋长，英国的韦维尔上将则被任命为盟军印缅战场总司令。
1942年1月4日，日军突破泰缅边境，进入缅甸，19日占领土瓦，韦维尔于24日飞抵仰光，视察缅甸的形势，认为情况并不严重，而且英军第17师已经由印度增援至缅甸，因而仍不愿中国军队进入缅甸。
1942年1月5日，美国驻华军事使团向其陆军部汇报说：“作为空军基地和我们进入中国的唯一道路，缅甸是非常心要的。无论我们决定是继续防守还是全部或部分从缅甸一—马来亚——非律宾群岛一线撤退，在我们多方准备完了。发起攻势时，缅甸同样不可缺少……现在和将来，缅甸都是支援军事行的空军基地。”因而，美国陆军参谋部询问中国政府：“假如仰光被日军占领，英、中军队是否能守住缅甸？”蒋介石于1月28日回电说：“只要英国表才出对我们的信任和合作，守住缅北是绝对没有问题的。中国能够单独地为英国负起守住缅北的责任，可是，直到现在英国也不希望中国军队进入缅甸，协同防御。英国方面采取的这种顽固态度令人遗憾，不可理解。”美国陆军参谋部与海军参谋部协商后，向英军参谋部提出：“使用一切可能手段阻止日军前进的时机已经到来，不必考虑可能出现的政治上的不利或晚些时候行政管理上的困难。我们认为，在缅甸地区，蒋介石能够集结的力量，无疑具有极大的作用。应指示韦维尔邀请蒋委员长以他所能集结的最大限度的兵力，参加那个地区的防御。使中国军队参加的直接好处，是可以立即加强该地区的防务……如果中国军队能投人进攻的生力军，则新加坡的形势必将得到明显的改善。”
此时，日军已击溃英军第16旅，占领高加力地区并迫近毛淡棉，形势危急。英军被迫于2月间向中国政府求援，邀请中国军队人缅。
中国军事委员会于太平洋爆发的第二天即1941年12月9日，令第5、第6、第66军由广西、四川向云南开进，编组为中国远征军，向大理、保山、芒市一带集中，准备入缅。但韦维尔以交通补给困难为借口，不让中国军队进入缅甸、所以，仅有第6军第93师1个团在缅境内景东地区。另外，中国空军的美国志愿大队第3中队驻仰光，协助英军作战。
1942年2月，中国远征军在第5军军长杜聿明指挥下，陆续进入缅甸。3月11日，史迪威以中国战区参谋长的身分人缅指挥远征军作战。由于杜聿明等仍秉承蒋介石的意图行动，对史迪威的命令时有抗命表示，因而史迪威在4月1日向蒋介石要求免除他的职务。但他又说，“我不能用美国空军去支援我不信任的指挥官的军队。”蒋介石遂于4月2日告知史迫威：“决派罗卓英秉承将军命令指挥在缅甸作战之第5、第6两军及其他部队，”经史迫威同意后，军委会任命罗卓英为远怔军第1路军司令长官。
蒋介石于4月7日军事会议上向远怔军将领指示：“史迪威为予之参谋长，故以下5点，各员必须注意遵守：1.史迪威负指挥国军在缅作战之责。2.罗长官卓英应受史迪威将军之指挥，第5军、第6军两军长以及其他在缅中国军官，则皆应受罗长官之指挥。3.予授全权与史迪威将军作一切最后决定。4.史迪威将军有赏罚之全仅。5；对英一切问题由史迪威将军接洽。”当然，实际上蒋介石从未真正放弃过指挥权，不论是英军总司亚历山大（3月5日接替哈顿）。还是史迪威的命令，没有蒋介石的批准，部队概不执行。
入缅的中国远征军所属部队为：第5军（杜聿明），辖第96师（余韶）、第200师（戴安澜）、新编第22师（廖耀湘）、装甲兵团、炮兵团、工兵团、汽车兵团；第6军（甘丽初），辖第49师（彭壁生）、第93师（吕国钰）、暂编第55师（陈勉吾）；第66军（张轸），辖新编第28师（刘伯龙）、新编第29师（马维骥），新编第38师（孙立人）；直辖第36师（李志鹏）。
远征军入缅后，第5军向同古，第6军向泰缅边区，第66军向腊戍，曼得勒开进。因英军未准备必需的运输工具，距离又甚远，大部为徒步行军，所以，各部队虽日夜奔驰，迄3月中旬，仍未能全部到达指定的位置。而仰光已于3月中旬被日军攻占，英军退至卑谬附近。当时，缅甸不同中国战区，远征军入缅后，即归印缅战区的英军总司令指挥。英军此时已失去确保缅甸之意志与信心，企图利用中国军队对日作战，以争取时间加强印度之防务，并掩护其驻缅英军撤向印度。缅甸英军总司令亚历山人对中英在缅部队的部署是：英第2军团位于卑谬及其以北伊洛瓦江两岩地区，担任右翼正面之防御；中军远征军第5军位于东吁（亦称同古、东瓜）及其以北铁路两侧地区，担任中路正面之防御；第6军一部位于茂奇一带，主力位于棠吉、景东地区，掩护第5军左侧背及防止泰军从东面的进攻；第66军位于曼德勒、腊戍间地区，为远征军之机动部队。
日本在发动太平洋战争之前，为了切断中国的主要国际通道——滇越路，曾采取了许多政治，外交措施，均未成功；其海军航空部队以河内机场为基地，多次深入至云南上空及轰炸萨尔温江的惠通桥、循公河的功果桥，亦未能封锁住这条路线。因而，在制订南方作战计划时，一方面为了切断滇越路，一方面为了确保侵占的香港、马尼拉、新加坡各重要战略要点及荷属东印度群岛的重要战略资源要地，规定“伺机夺取缅甸南部之航空基地等，并于作战大致告一段落时，只要情况许可，即实施处理缅甸的作战”。
1941年12月8日，日本发动太平洋战争的当天，其南方军第15军之近卫师团攻人泰国境内，泰国被迫于上午9时30分同意与日本订立军事同盟（12月21日正式签署《日泰同盟条约》和《日泰协同作战纲要》）。次日，日军开人曼谷。由于日军在太平洋地区作战异常顺利，12月中旬，日本大本营即考虑提前进行侵缅作战。12月21日，参谋本部派作战课长服部卓四郎将《第15军作战要领》草案送交南方军。其作战目的是：“切断援蒋路线，清除英在缅之势力，占领并确保缅甸要地。”其作战方针是：“军尽速开进毛淡棉附近萨尔温江一线，完成作战准备后，以主力沿毛淡棉——勃固——仰光地区，一举占领仰光。”其作战指寻要领规定：“占领仰光后，尽速占领仁安羌附近油田及曼德勒附近要地，情况许可时，伺机占领阿恰布附近。”并决定再增加2个师团与第15军，以加强其进攻能力。
1942年2月9日，日军第15军接到南方军令其进攻仰光及曼德勒等地的命令，当即制出作战计划。作战方针是：“军不等后方整备完毕，迅速采取攻势前进，在仰光附近获取作战基地，准备尔后对缅甸中、北部之作战。”
3月8日，日军攻占仰光。15日，根据南方军的命令，又制订了下一步作战计划：“不等第56、58两师团在仰光登陆，就首先向东吁及卑谬一线开始攻击前进。”第15军司令官为饭田祥二郎，所属部队有第33师团（樱井省三），辖第33步兵团（荒木正二，第213、第214、第215联队）及第33山炮兵、工兵、辎重兵联队；第55师团（竹内宽），辖第55步兵团（崛进富太郎，第112、第143、第144联队）及第55骑兵、山炮兵、工兵、辎重兵联队；第18师团（牟田口廉也），辖第23旅团（佗美浩，第55、第56步兵联队）、第35旅团（川口清健，第114、第124联队）、山炮第18、工兵第12、辎重兵第12联队及骑兵第22大队；第56师团（渡边正夫），辖第56步兵团（坂口静夫，第113、第146、第148联队）、第56搜象兵、野炮兵、工兵、辎重兵联队。
1942年3月12日，日军15军司令官饭田祥二郎命其第55师团首先开始进攻，令其“击破正面敌人后，迅速向东吁附近前进；在确保该地附近机场的同时……准备向曼德勒方向跃进”。当时，防守东吁的是第5军第200师（附骑兵团，工兵团），3月8日刚接替英缅第1师的防务。戴安澜师长根据敌强我弱、敌众我寡的情况，采取“深沟高垒、坊道串通，广设埋伏、多用奇袭，诱敌深入、近距急袭，利用夜暗、短程突击”等战术，以近战、夜战为主，与敌战斗。其兵力部署是：以机动性强、善于设伏奇袭的骑兵团在普尤河两岸阻击日军；以第596团扼守但德宾、奥敦（屋墩）、最贝、尼古察库等前进据点；以工兵团防守南阳机场，防止日军切断退路；以主力利用东吁城垣构筑坚固的据点阵地，力求诱敌进入火网，予以歼灭。
3月14日，日军第55师团分3路沿公路、铁路及锡当河东岸向北攻击前进。18日下午，其前卫分队与第200师之警戒分队接触。20日，日军第143联队在彪关以北的尼古察库遭到第596团的哨阵地的坚强阻击。这是中国远征军人缅以来第一次与日军正式交锋。激战至21日拂晓，守军北撤，在最贝再次组织阻击后，撤回奥敦阵地。22日，日军第112联队向奥敦阵地进攻，遭守军坚强抗击，攻击受挫。日军自称是人缅以来“第一次与强敌遭遇”，“使指挥陷于混乱和苦战”。激战至24日14时，日军第143联队从奥敦、东吁以西迂回至东吁西北，攻占机场。第596团于当晚放弃奥敦，撤回东吁。25日开始，日军第55师团从西、南、东3个方向全力猛攻东吁，守军依托工事，充分发扬火力，激战至26日晚，日军各联队均遭挫折，不仅毫无进展。而且屡遭反击，伤亡不断增加。日军自称：“攻击力量己达极限”，进攻完全陷于停顿。28日上午，日军增援的炮兵第3联队及第56师团先后到达东吁外围。当日下午15时，日军在其第8飞行队及重炮火力支援下，再度发动猛攻。日军第56师团之搜索联队，由东吁南的瓦济渡过锡当河，沿东岸向北推近，29日先后攻占阿列米扬附近高地利守军在这一带的警戒阵地，于当夜进至东吁桥（东吁东端锡当河上桥梁）前。30日凌晨，经3小时激战，突破桥头阵地，迸出至东吁市区东端。此时，第55师团进攻东吁的战斗仍在激烈进行，但日军仍未能突破守军阵地。由于日军左、右两翼部队均已逼近东吁北端，有切断退路的危险，而且粮弹亦已告罄，难以及时补充，因而，第200师主力在29日深夜撤出东吁，在新编第22师接应下，转移至那达谢（叶达西）阵地。留在市区作战的仅为一部掩护部队。在师主力转移后，亦主动安全地撤离东吁。东吁保卫战是缅甸作战中，中、英军队进行阵地防御战斗坚持时间最长的一次战斗，也是阵地防御战斗实施敌前撤退的一次成功的战例。进攻东吁的日军第55师团在其阵中日记中说：“当面的敌人是重庆军第200师。其战斗意志始终旺盛，尤其是担任撤退掩护任务的部队，直至最后，仍固守阵地拼死抵抗。虽说是敌人，也确实十分英勇，军司令官饭田中将及其部下对其勇敢均表称赞。”
4月1日，日军第15军令所属各部队“击溃当面之敌后，首先前出乐可、央米丁、仁安羌一线”。4月2日，将军指挥所推进至东吁。3日，制订了《曼德勒会战计划》。其方针是：“军以有力兵团切断腊戍方面敌之退路，以主力沿东吁至曼德勒大道和伊洛瓦底江地区北进，重点保持在右翼。由两翼包围敌之主力，并将其压向曼德勒以西的伊洛瓦底江予以歼灭。尔后，进出至腊戊、八莫、杰沙一线捕歼残敌，同时乘势以有力之一部向怒江（萨尔温江）一线追击。”
中国远征军第5军新22师，于3月28、29日在东吁西北约16公里之捕仓，以猛烈的攻击阻止住向东吁北方迂回的日军第143联队、掩护第200师安全撤退后，4月1日转移至那达谢东西之线。此后，即采取运动防御，逐次转换阵地，节节抗击敌人，以迟滞其行动，利用空间，争取时间，以掩护主力行动。在日军第55师团进攻下，4月7日转移至斯瓦河北岸、10日转移至谬拉，14日转移至达瓦提，15日再转移至彬马那与基当甘。此后，日军第18师团增援到达，与第55师团共同向北攻击前进。19日，新22师及第96师一部，放弃彬马那。20、21和22日，第96师在耶真以北的642高地和基当甘，与日军第18师团激战3日2夜，沉重打击敌人后、转移至央米丁地区。
日军第33师团沿伊洛瓦底江东岸北进。4月2日占领卑谬。英军在日军进攻前，于15日放弃仁安羌向北撤退。日军作问部队（步兵第214联队附山炮1个中队）发觉后，迅速突进仁安羌，并切断安仁羌以北的两处公路。退至仁安羌以北的英缅第1师和装甲第7旅，以及退至宾河以南的英第17师，均被日军堵住退路，困于当地。英军总司令亚历山大要求史迪威派军解围。史迪威令刚刚到达皎勃东之新38师往解英军之围。师长孙立人令副师长齐学启率第133团乘汽车直趋稍埠以南，宾河北岸，堵击日军，自率主力渡宾河插入仁安羌北侧围攻日军。16日夜出发，经2日激战，18日克仁安羌，给日军第214联队以歼灭性打击，战场遗尸1200余具，为7000多英缅军解了围，救出被日军俘虏的英军、美国传教士和新闻记者500余人，并把被日军俘获的英军100余辆辎重汽车和1000多头骡马，交还英军。同时，使困于宾河南岸之英第17师脱险。安羌胜利的捷报迅速传遍世界各地，中国远怔军的英勇得到反法斯阵营各界人士的赞扬。英军脱险后，即分由蒙育瓦和甘高退向印度，第38师撤至敏建。
日军第56师团先遣支队（搜索联队）于4月1日由东吁东进。5日占茂奇后即转锋北上，未遇第6军的有力抗击，于11日占吐昌，20日占朗科（乐可、罗衣考），22日占和榜、东枝，23日遭到第200师的攻击。24日，第200师一度攻人东枝，但日军增援后又被击退。25日，日军袭占旁克吐，直逼腊戍，形势急转直下，日趋严峻。当比蒋介石电告史迪威、罗卓英等，令远征军向中国边境转移，参谋团率战车、炮兵、辎重部队于26日经腊戍撤至云南。第6军各部队亦渡过萨尔温江回到云南。日军于28日攻占昔卜（西保、细胞），29日占领腊戍。尔后，一部继续北上，于5月3日占八莫，8日占密支那；一部东进，占领滇缅路上重要的桥梁惠通桥西端（桥已被中国守军炸毁），完全遮断了中国远征军回国的道路。
5月1日，英军放弃曼德勒，退加里瓦（公路终点）。15日，毁弃车辆及重装备，越青山撤向印度。中国远征军第5军第200、第96师等由央米丁向密支那方向撤退。行抵昔卜西北，遭日军阻击，戴安澜师长率部力战牺牲，遂毁弃车辆越野人山向怒江撤退。时值雨季，既要突破日军的堵击，摆脱追击，又要穿越渺无人烟的荒山密林，林中毒虫、蚊虫比比皆是，部队缺乏给养，传染病迅速蔓延。历经艰险，付出重大牺牲，方突出重围，于6月间渡过怒江，回到中国。除戴安澜师长外，第96师副师长胡义宾、第288团团长凌则民、第599团团长柳树人、副团长刘杰等亦在作战中牺牲。史迪威、罗卓英率长官部数百人于5月中旬退至印度的英帕尔；第38师和新22师等分别翻越那加山脉，同样历经艰难险阻，备尝饥寒之苦，遭严重损失，于5月下旬和8月初到达印度的英帕尔和列多。
缅甸之战，日军是在作了周密计划之后实施的，所以进展极为迅速。而中国远证军则是仓促人缅应战，中英既于统一的作战计划、又对地形极不熟悉，致作战始终处于被动地位，广大官兵虽奋勇战斗，仍难免失败。英军损失2万余人，抛弃全部战车、火炮、汽车和辎重，还损失100多架飞机和大批物资。中国远征军损失4万余人，丢失美援物资10余万吨（存于仰光港的），但在东吁、仁安羌等战斗中，给予日军以沉重打击，不仅为英缅军第1师及英军第17师解了围，而且掩护驻缅英军得以安全地撤至印度，为国际反法西斯战争作出贡献。
日军占领缅甸后，中国和盟国间的陆上交通线中断。虽然开辟了“驼峰航线”，建立了空中交通线，但受飞机数量及地形、气候条件等影响，运输量难以满足战争的需求。从1942年下半年开始，中、英、美之间便进行了反攻缅甸的协商和准备。1943年，英、美在卡萨布兰卡、华盛顿、魁北克会议上决定于本年冬季开始反攻。11月，中英美开罗会议时，蒋介石建议盟军以陆、海军同时由南、北实施反攻。由于英国反对，最后决定中、美、英军由印度攻略缅北，先恢复中印国际交通线。作战主力则为中国军队。预定中国驻印军由印度经胡康河谷向孟积、密支那进攻；中国远证军由云南西渡怒江向腾冲、龙陵进攻，互相策应，歼灭缅北、滇西日军，会师滇缅边境，打通中印公路。
中国驻印军是以退入印度的中国远征军2个师为基础组建而成，新22师和新38师退至印度时，分别仅剩下3000人和4000人。利用“驼峰航线”运送援华物资返航的飞机，由国内空运人员补充缺额，在兰姆伽营地接受美式装备及训练。1943年1月，改编为中国陆军新编第1军，以郑洞国任军长，辖新22师（廖耀湘）、新38师（孙立人）及炮兵团、战车营、工兵团、汽车兵团等军直属部队，仍归史迪威指挥，当年8月，新编第30师亦飞到集训，归隶新1军建制。1944年4月，第14、第50师从国内飞抵印度，加入中国驻印军战斗序列。
中印公路是由印度的莱多（雷多、列多），经野人山区、胡冈（胡康）河谷、密支那至八莫，与滇缅路衔接。1943年2月间，中国工兵第10、第15团和美国第45工兵团、第823航空技术大队，开始共同修筑中印公路。10月初，公路己接近印缅边境，10月10日，史迪威命新38师派1个步兵团前出至塔奈河（大龙河）之线，以掩护公路及欣贝延（新平洋、新背洋）机场之修筑。10月下旬，新38师第112团占领欣贝延，尔后向辛隆嘎、于邦进攻。当时，守备这一地区的是日军第18师团第56联队第2大队第6中队。以1个小队守辛隆嘎，主力守于邦。第112团第3营迅速攻占辛隆嘎。但第1营在于邦却遭到日军的顽强抵抗。
日军第56联队及山炮第2大队赶来增援，将第1营包围于于邦附近。该营在日军猛烈围攻下，坚持36天，直至12月下旬第114团来援，才击破日军的包围，歼敌200余人，占领了于邦。这次作战虽系局部性小规模战斗，但因是反攻缅甸的第1次战斗，在序战中即能一举击败号称精锐的日军第18师团部队，对树立官兵胜利的信心起到积极作用。1994年初，中印公路通车至欣贝延、新38师及新22师第65团到达，史迪咸即令第65团在右、第38师在左，分别向德罗（大洛）、达邦加（大白家）进攻，第65团经丛山密林进入德罗平原，击歼日军第55联队第3大队（冈田大队）后，于1月27日攻占德罗。
新38师击败日军第55联队主力后，于2月1日攻占达邦加。日军第18师团主力退至迈昆（孟关）附近。此时，新22师全部到达。史迪威当即令新38、新22师并列，继续向迈昆进攻。新22师主力由正面向迈昆攻击前进，其第66团第1营，配属战车第1营，向迈昆西侧迂回，攻敌后方。新38师主力继续肃清塔奈河北岸残余日军据点，以第113团渡河南下，向迈昆东南后方迂回。3月5日，新22师经激战攻克迈昆，日军第18师团主力退向瓦鲁班。此时，调归史迪威指挥的美军第5307混成团（弗兰克梅利尔准将，3个营，3000人，代号“加拉哈德”），已经投入战斗，与新22师第113团共同行动，深人至瓦鲁班（瓦拉本）附近，当即发起进攻，新22师主力亦由迈昆跟踪追击。
3月9日，日军突围退入坚布山区。此次战斗，击毙日军第18师团作战主任参谋官以下1000余人，缴获第18师团关防。此后，中国驻印军乘胜追击，3月15日，新22师攻占丁高瑟坎。至此，胡冈河谷日军全被肃清。在中国驻印军进攻日军第18师团期间，英印军第3师（温盖特少将，远程突击部队，约10000人，代号“钦迪特”）由3月5日起，以约700架次的运输机、滑翔机空运至缅甸，降落在莫宁（孟养）、杰沙铁路两侧地区，并修建机场，遮断了第18师团的后方补给线，开辟了一个靠空中补给的敌后作战基地。
1944年4月间，缅甸日军已增加至10个师团。其指挥系统为：缅甸方面军（司令官河边正三），下辖第15军（牟田口廉也，第15、第31、第33师团）、第33军（本多政才，第18、第56、第53师团）、第28军（樱井省三，第2、第54、第55、第49师团）及独立混成第24旅团。第15军用以进攻印度的英帕尔地区，第28军防守缅甸西南部及孟加拉湾沿岸地区。
4月初，中国驻印军以新22师及新38师向莫岗（孟拱）进攻，以新30师第88团、第50师第150团、重炮1连与美军2个营合编为突击队，向密支那进攻。新22师沿公路南下，新38师由公路以东南下，沿途受到日军的节节抵抗。激战至月底，新22师迸至加迈以北的马拉高地区，新38师攻破瓦拉。时日军第2师团增援部队到达。史迪威重新部署，令新22师主力配属第50师第149团由正面进攻；令新38师第112团向加迈以南迂回，以切断加迈与莫岗的联系；再以新22师第65团由公路以西迂回。经激烈战斗，至6月16日，终于攻克加迈，日军第18师团再次败退，仅余1000余人，有不少中队仅剩10余人。18日包围莫冈，日军增援之第53师团一部，固守抗击。20日，驻印军发起急攻，激战至23日，突破日军阵地，进入市区，再巷战2日，击歼援军约500人，方完全占领该地。进攻密友那之新30师等联合突击队，经库芒山区，辟道行进，5月15日到达密支那附近，以突袭攻占机场。史迫威自率新30师主力、第14师一部及新22师一部，空运增援。17日开始攻击市区。日军第18师团第114联队及第56师团第56步兵团之1个大队，依托既设之坚强工事，拼死抵抗。进攻2月余，至8月3日，守军大部被歼。第56步兵团长水上原藏少将命第114联队长丸山率残部800余人向八莫突围，自己自杀。中国驻印军及美国加拉哈德团完全占领密支那。攻克密支那的捷报使东南亚战区盟军最高指挥官蒙巴顿中将大为震惊。他和英军许多高级将领都认为密支那难以攻破。他刚刚向其上级断言：占领密支那及北缅地区，绝非易争，必须投入更多的兵团。史迪威以中国驻印军和1个团的美军攻克密支那，使其禁哑口无言。邱吉尔致电蒙巴顿质问：“对突然占领密支那一事，是否料及？”蒙巴顿无言以对。
1944年10月，驻印军己改编为新1、新6军，由密支那和加迈分两路向八莫前进，八莫日军为第2师团搜索联队、第16联第第2大队及野炮、山炮中队等。11月中旬，新1军开始进攻，至12月15日，攻占八莫，残余日军突围逃住南坎。攻占八莫之前，新1军以新30师向南坎迂回，12月9日，与由南坎增援的山崎支队（第55联队及第56师团的1个大队等）遭遇，双方战斗至15日，均无进展。日军得知八莫失守后，即退回南坎。12月底，新1军又攻克南坎。新6军新22师于11月5日渡过伊洛瓦底江，击败日军第16联队一部，于7日占领瑞保，31日攻占当瓜。这时，史迪咸已奉调回国，魏德曼继任中国战区参谋长，索尔登继任中国驻印军总指挥。新6军（欠第50师）奉令空运返国，其第50师留归指挥部直辖。
中国驻印军为迅速打通中印公路，以新30师继续追击日军，以新38师进攻芒友（穆塞）。1945年1月21日，新38师攻占芒友西南各据点，与中国远征军第116师取得联系，击败日军第56师团残部后，于27日攻占芒友，与远征军会师。中印公路全线打通。尔后，逐次肃清附近残余日军各据点，至3月8日，攻占腊戍，南茂坎（南巴卡）、昔卜等地区日军全被击退或歼灭。30日，第50师与英军第36师会师皎梅（乔梅）。至此，反攻缅北之战结束。中国驻印军陆续回国。
中国远征军第一次入缅作战后，除新22师和新38师退入印度外，大部退回云南，与日军隔怒江对峙。后在楚雄重建远征军司令长官部，对部队进行整训，并陆续增加兵力。至1943年10月，已有16个师。卫立煌任司令长官。所属部队为：第20集团军（霍揆章），辖第53军（周福成，第116、第130师）、第54军（阙汉春，第36、第198师）；第11集团军（宋希濂），辖第71军（钟彬，第87、第88、新28师）、第2军（王凌云，第76、第9、新33师）、第6军（黄杰，预2师、新39师），长官部直属第8军（何绍周，荣1师、第82、第103师），炮兵部队（炮兵第7、第10、第21团，重迫击炮第2团及高射炮第49、第41团各一部），独立工兵第1团等。1944年5月，为策应中国驻印军、打通中印公路，开始发动滇西反攻。
5月11日，新39师首先由惠仁桥附近渡过怒江。随后，第20集团军其他各师亦先后渡过怒江，向当面日军进攻。14日，第36师越过高黎贡山，前出至瓦甸、江苴街以东之线，22日，远征军其他各部队亦开始相继渡江，加入战斗。第20集团军配属预2师为右集团军，向腾冲进攻；第11集团军为左集团军（欠预2师），向龙陵，芒市进攻，第20集团军于7月初包围腾冲，经2月战斗，9月7日突破城垣，14日完全收复该城。第11集团军于8月中旬攻占尤陵外围各要点，开始围攻该城。日军鉴于其第15军进攻印度英帕尔失败，在胡当河谷的战斗亦节节失利，遂决定对胡当方面中国驻印军取守势，而对滇西方面中国远征军实施反击，以第2师团和第49师团各一部增援滇西日第33军。9月5日，日军第2师团和第56师团由芒市方向开始反攻，企图解尤陵之围。第71军主力与荣1师在龙陵以东血战1周，经调第9师增援，方稳住战局。9月中旬，第200师由昆明来援，第36师由腾冲南下，协同荣1师夹击日军，苦战3日夜，将日军击退。日军留其第56师团于龙陵、芒市，企图长期固守。但在第11集团军的猛攻下，日军于11月2日退走。3日收复龙陵，接着，11月20日克芒市，12月1日占遮放。12月26日，第11集团军围攻畹町，激战25日夜，多次击退日军的反击，于1945年1月19日收复畹町，分途继续追击日军，27日与中国驻印军在芒友会师。日军被全部逐出滇西，中印公路完全打通，反攻滇西之战结束。
缅北及滇西之战，据日军战后统计，不含其第15军和第28军，仅第33军和缅甸方面军直属各师团与中国驻印军和中国远征军进行战斗的各部队（包括缅北与英军、美军作战），即战死101301人，占其编制人数的一半，尚不包括负伤人数。
反攻缅北之战，是由中国军队发起并取得成功的第一次战略件会战。不仅对中国是空前的，对盟军亚州大陆的作战也是如此。它揭开了盟军在亚州胜利反攻的序幕，是整个反法西斯战争的重要组成部分。日军原在缅甸仅有5个师团，反攻开始前后。南方军总部从南洋调来3个师团，至1944年底，已增至10个师团。当日军在太平洋战场陷于苦战，急需援兵之际，缅北作战紧张进行，无兵可调，使南方军总部束手无策。中印公路的打通，使中国军队急需的武器弹药，源源输入。开通的9个月中，有25783辆汽车经此开柱中国。由于密支那的收复，盟军得到一条较为安全的空中通路，不必再绕道飞行“驼峰航线”，致空运量大增。新建成的输油管道，使每月输入油量达万吨以上。