滇西即云南西部。滇西地形错综复杂，横断山及其余脉盘踞滇西，自西向东为高黎贡山、怒江、怒山、澜陈沧江、云岭、金沙江、玉龙雪山，山地海拔一般为4000米左右，河流强烈下切，现出幽深的峡谷，高差可达3000米以上，形成著名的滇西纵谷区。这般地形，给军队行动尤其是进攻作战，增加了许多困难。
入侵滇西的日军，主要是第56师团全部，第2、第53师团各1部。这些日军侵占滇西以后，以一部兵力构筑坚固工事，固守滇缅公路沿线的松山、滕冲、龙陵、芒市、畹町等要点，集中主力企图反击中国远征军的进攻。
1943年2月，日军大本营为了对付盟军在西南方向的反攻，制定了《昭和18（1943）年度帝国陆军西南方面军作战指导计划》，这个计划规定：缅甸方面需要确保的要地，定为怒江以西、密支那、甘马因、加瓦里、甘高、实兑一线的地区和丹那沙林地方。以一部分精锐兵力确保国境方面要线，随时迅速采取攻势，各个击破英印军和重庆军。日军所指的重庆军，即是中国远征军。
1943年3月27日，日军大本营决定在南方军下面，新增设缅甸方面军。缅甸方面军由河边正三中将担任司令官，下辖第15集团军、第55师团、方面军直属部队，主要任务是确保缅甸的安全，尤其要确保怒江以西的一些重要区域的安全。
日军第15集团军的战斗序列也相应进行了调整。牟田口廉也中将担任司令官，下辖第18、第33、第56师团和集团军直属队。其中，第18师团主要担任缅甸北部方面的作战，第33师团主要担任缅甸中部方面的作战，第56师团主要担任中国云南方面的作战。为了加强缅甸方向的防御，6月27日，日军大本营把第15师团划归第15集团军指挥，第15师团当时驻在南京，师团长为山内正文。
日军第15师团的防线长达1000公里，在绵亘起伏的滇西缅北山林，1000公里是一条惊人的防线。刚刚上任的牟田口廉也中将认为，第15集团军要在如此广阔的战场上应付绝对优势的盟军和中国远征军的反攻，以守势战术是不可能完成防御任务的，要坚守这些地区，必须在盟军反攻之前先发制人，摧毁盟军的反攻阵地。在这一思想的指导下，日军制定了攻势作战计划，预定在1943年年末或1944年初开始攻势行动。日军在作战要领中指出：怒江方面的作战，10月上、中旬之间，“歼灭盘踞在怒江两岸的中国远征军之一部，夺取其反攻据点。此次战斗由第56师团全部会同第18师团的一部进行，以后由第56师团单独阻击重庆军对本地区的反攻。”
根据这一作战计划，第56师团和第18师团的部分兵力转入对滇西作战的准备。
1943年10月，日军第56师团和第18师团1部对怒江西岸的中国远征军的前哨阵地发起攻击，侵占了怒江西岸的一些前进据点后，第18师团的主力部队返回密支那，第56师团即在怒江西岸修筑工事，转入防御。
1944年4月，日军新组建第33集团军，由本多政村中将担任司令官，下辖第18、第53、第56师团。这个集团军的主要任务是持久防御，在缅北阻击中国驻印军的进攻，在滇西阻击中国远征军的进攻。
随着战争形势的发展，日军陆续增强了侵占滇西的部队。
中国远征军司令长官卫立煌将军上任后，第一件事情是把远征军总指挥部向前方转移。陈诚担任司令长官时，远征军总指挥部设在昆明附近的楚雄。卫立煌看到，云南地形复杂，滇西反攻作战必定是一场恶战苦战，指挥部靠后，不便于指挥。卫立煌决定把指挥部推进到保山县的马玉堂，这里距怒江前线只有70公里。
为了策应缅北驻印军的反攻作战，尽快打通中印公路，中国远征军以滕冲、龙陵、芒市为主要攻击目标，发起了滇西战役。这次战役初期，中国远征军以第20集团军为攻击军，强渡怒江，攻击日军；以第11集团军为防守军，固守怒江东岸的阵地，同时由第一线各师派出加强团渡江，策应第20集团军攻击日军。美军第14航空队的3个战斗机中队、2个中型轰炸机中队配合中国远征军进行反攻作战。
战前，卫立煌向美军提出，为了阻止驻于缅甸北部本多政材指挥的日军第33军和驻于缅甸东部牟田口廉也指挥的日军第15军的部队出兵支援滇西，美国空军要对缅北和缅东至滇西道路上所有桥梁、涵洞、隧道和窄路连续不断地进行轰炸。
战幕拉开，滇西山区炮声隆隆，远征将士杀声阵阵。
怒江，又称为潞江，源出青藏高原，自北向南流经云南西部，是云南的三大河流之一。怒江出国境后，称为萨尔温江，流入印度洋。怒江流经滇西时，东面为怒山，西面为高黎贡山，怒江水势汹涌，两岸危岩壁立，江中怪石嶙峋，是滇西的一道天堑屏障。1942年5月，中国军队把日本侵略军阻于怒江西岸以后，两军隔江对峙，日军苦心经营怒江西岸的防线，在一些重要地段构筑了坚固工事，企图凭险死守。
怒江西岸的高黎贡山是扼守滇缅公路的要冲，地理位置重要，但山高坡陡，地势险峻，悬崖峭壁到处可见，部队无法攀越。日军在高黎贡山修筑了滕冲、龙陵、松山、平易四大据点，企图以这些据点为核心，阻止中国远征军的进攻。
第20集团军受领任务以后，命令第54军担任第一线兵团，第53军担任第二线兵团，迅速进行战斗准备。其作战方针是：
“集团军为策应驻印军攻击密支那，于怒江左岸之栗柴坝、双虹桥间地区集结，主力保持在左，强渡怒江，攻击当面之敌，进出固东街、江且街之线，攻击滕冲而占领之”。
1944年5月9日，第20集团军下达了向入侵滇西的日军进行反攻的命令。
5月11日，中国远征军滇西反攻作战打响。高黎贡山，成了中国远征军痛歼日军的一个大战场。
夜幕降临了，紧张的渡江战斗开始了。
5月11日夜，第54军第198师所属第594团从栗柴坝和孙足渡口开始渡江。部队过江后，与怒江西岸的预备第2师游击营配合，攻击那瓦寨。这以后，在蜿蜒150多公里的怒江江面上，2万远征军勇士在12个渡口奋勇横渡怒江。
5月12日拂晓，第一线兵团各部队全部渡过怒江，北路第54军向北斋公房攻击，南路第53军向大塘子攻击。第11集团军的4个加强团从惠仁桥至三江口之间渡过怒江后，分别向红木树、平和缅甸的滚弄进攻，策应第20集团军的作战行动。由于部队行动巧妙，渡江过程中没有遭到日军的抵抗。部队渡过怒江后，突然向日军发起攻击，进展顺利。
5月13日，红木树、平易的日军遭到远征军的突然袭击后，狼狈地退向芒市。
北路：一线兵团第54军兵分两路，左翼为第36师主力和第116师第346团，右翼为第198师。
第36师主力渡过怒江后，迅速向大尖山、唐习山、鸡心山方向进攻。大尖山地形险要，第36师的突击部队经过一番苦战，一度攻入大尖山日军阵地，但是，日军很快组织力量进行反攻，把远征军的突击部队击退。这以后，第36师连续作战三天，都无法攻克大尖山。
5月13日，卫立煌接到第54军军长报告，第54军正与日军激烈争夺唐习山据点，阵地得而复失。卫立煌听后，立即命令第53军全部渡江，支援第54军的部队夺占唐习山。第20集团军司令部进一步明确，第53军渡过怒江后，接替第36师的作战任务。
午夜，第53军所属第116、第130师渡江成功。
第53军是一支原东北军缩编的部队。1944年3月，军委会打电话给卫立煌，准备把第53军调入中国远征军，征询卫立煌的意见。卫立煌对各类部队一视同仁，他想到，当年的东北军现在仅剩这1个军，抗日战争爆发后，第53军的官兵参加武汉大会战，转战黄河南北，像一个无娘的孩子，应该鼓励他们，团结他们共同抗日。卫立煌看完电报，立即回电，欣然表示，欢迎第53军来滇西。当时，第53军正在洞庭湖一带与日军对峙，从湖南到滇西，路途遥远，卫立煌正为无法解决交通工具发愁。谁知第53军得知要到滇西抗日，士气高昂，官兵远涉千山万水，徒步来到滇西。这些将士们的抗日热情，使卫立煌这员虎将为之感动。
卫立煌得知第53军到达滇西受训地点时，立即去看望他们。一进入营区，卫立煌看到，这个军的官兵抗日热情高昂，武器装备却是破破烂烂的。卫立煌当即下令，第53军全部换成美式装备。官兵们一听，忍不住高声呼喊，部队求战的热情更高了，战斗力增强了。
5月14日，第53军的突击部队在强大的炮兵火力和航空兵火力的支援下，向大尖山、唐习山的日军发起强攻。经过一天一夜的激战，第53军将士攻克了大尖山和唐习山的日军据点，继续向江直街前进。战斗中，美国联络官马丽瑞少校和远征军的1名营长阵亡，美军的一名医官和1名翻译官等人负重伤。
日军遭到中国远征军的打击后，迅速组织力量，利用有利地形和既设工事，逐点抵抗，异常顽强。远征军虽在兵力和火力上占有很大的优势，但遭到日军的阻击后，伤亡大。攻击战斗持续了1个多月，直至6月21日，远征军将士终于把南斋公房、江直等日军据点攻克。
担任右翼进攻的第54军第198师渡过怒江后，迅速攻占了大寨、茶房等地，但是，当他们向高黎贡山山顶要塞北斋公房仰攻时，却陷入了苦战。北斋公房是高黎贡山一处险要地区的日军据点，工事坚固。日军第56师团第148旅团用2个营的兵力在北斋公房据险死守。第198师初攻北斋公房没有得手，即改变战法以一部兵力监视当面之敌，主力从两侧绕道，先向马面关和桥头攻击。
5月16日，第198师在航空火力的支援下，顺利攻克马面关和桥头2个日军据点。灵活机动的战术，使远征军的指战员在高黎贡山中尝到了胜利的果实。
5月21日，第198师主力再次向北斋公房发起攻击，与日军形成对峙。日军为了保住北斋公房这个据点，陆续把第54师团的主力调来增援，第198师久攻未克。
日军缅甸方面军将军河边正三对中国远征军如此迅速地渡过怒江感到震惊。但是，这个日本将军把主要精力放在对付英、美盟军上，他甚至认为，失去滇西，也不等于失去缅甸。当时，驻印军围攻密支那的战斗正激烈，日军难以抽调更多的兵力向滇西增援。滇西日军司令部对中国远征军的反攻虽有所防范，但自恃拥兵5万之众，又有滇西复杂地形和坚固工事可以依托，满以为能够应付中国远征军1个集团军的进攻，因而也没有向日军缅甸方面军司令部求援。卫立煌分析强渡怒江成功后的战场态势，决定变更部署，指挥部队迅速转入全面反攻。
卫立煌把新的反攻战斗设想向蒋介石请示。
蒋介石忧虑重重，责问卫立煌：敌前变更部署，关系重大，谁负责？
“我愿意负责。”卫立煌坚定地回答。
蒋介石“嗯”了一声，放下了话筒。
卫立煌找到美军联络部的司令官窦恩，表明战机难得，要求盟军的轰炸机进行战略性轰炸，战斗机应全部出动，配合远征军反攻。
窦恩听完卫立煌的反攻方案，当即表示：一切照办。
于是，滇西反攻战拉开了更为激烈的一幕。
国民政府军事委员会于5月22日发出命令，要求中国远征军迅速攻占滇西的滕冲、龙陵等日军据点，与驻印军在缅北会师。为此，卫立煌命令第20集团军为右集团军，按照原定计划向滕内政击；第11集团军为左集团军，向龙陵攻击，并要求各部队加快进攻节奏。
6月9日，日军向马面关、桥头阵地进行反攻，突破了第198师的阵地。第54军得知这一信息，立即命令第36师主力向桥头的日军发起攻击，把日军击退。不久，另一支增援部队第11集团军第2军预备第二师也奉命赶到，使中国远征军的力量大增。
6月14日，中国远征军第198师、第36师、预备第2师密切配合，终于攻克了北斋公房这个日军据点。
在高黎贡山，中国远征军经过一个多月的苦战，至6月21日，北路第54军歼灭日军第56师团第148旅团1部，攻克茶房、马面关、北斋公房后，进占瓦甸。南路第53军击溃日军第48旅团一部，攻克大塘子、南斋公房、江直街后，直接威胁滇西战略要地滕冲。
至此，中国远征军2个集团军16万人，在卫立煌的指挥下，全部成功地渡过怒江天堑，在怒江西岸日军林立的据点中夺占了众多阵地，站稳了脚跟，挫敌锋芒，取得了滇西反攻作战的第一步胜利，完成了初期反攻任务，战绩震惊中外。
盟军高度评价中国远征军的渡江作战，他们认为，“中国军队强渡怒江出击，是东南亚过去一周内盟军作战的重要新闻”。美国《时代》杂志对远征军的抗战事迹进行专题评论，封面上刊登了卫立煌携军骑马的照片，醒目的标题是“常胜将军卫立煌”。
松山雄峙于怒江西岸，惠通桥以西的丛山中，滕冲与龙陵两大据点之间，东距惠通桥20多公里，西到龙陵50多公里，南为阴登山，北为黄土坡，中间为松山主峰，是日军在滇西的四大据点之一。松山周围山势绵亘，地形险峻，滇缅公路蜿蜒盘绕峡谷之中，被盟军喻为“东方的直布罗陀”。松山据点自身坚固，与龙陵、滕冲互为犄角。
日军第56师团第113旅团3000多人驻守松山，这些日本鬼子侵占松山两年多来，遍山修筑工事，设置明碉暗堡，堡垒分设三层，上层用作观察与射击，中层用作寝室或射击，下层用作掩体和存放弹药的仓库。日军还配置了水电设施，颇有一夫当关、万夫莫开之势，是滇缅会战中最难攻破的一个日军据点。松山不克，远征军无法夺取龙陵，滇缅公路就无法畅通。
卫立煌看到，松山这个据点分隔了远征军左右2个集团军之间的联系，只有夺取松山，才能扫除远征军继续西进的障碍。因此，卫立煌对松山攻坚战特别关心。
第20集团军第8军渡过怒江后，接替了新编第28师的作战任务。7月下旬，第8军在军长何绍周的指挥下，连续五次向松山发起攻击，攻克了松山的外围工事，但是，当部队攻至松山的核心工事附近时，受到日军的坚决阻击，远征军久攻不下。
远征军滇西反攻，第一块“骨头”就没有啃下来，蒋介石极为不满。蒋介石看到，滇西的日军据点不拔除，滇缅公路就难以畅通，中国军队的补给就更困难了。为此，蒋介石不顾滇西战场的情况，严厉命令第8军必须于9月上旬收复松山，一旦贻误战机，第8军军长、师长、团长都将受到军法处置。
卫立煌司令长官为夺取松山据点费尽心机，他亲自到第8军的指挥所，指挥将士们逼近日军，采用坑道作业和连续炮击相结合的战术，攻克了松山。
在围攻松山的重要时刻，第8军军长何绍周从马上跌下来，被迫送到昆明治疗。副军长李弥接替军长何绍周指挥。李弥是云南滕冲人，1925年秋考入黄埔军校第四期，毕业后先后担任军官教育团排长、第22军第2团营长、第59师第350团团长、第5师副师长等职务，率部参加第一次长沙会战和昆仑关会战。1940年5月升任第8军荣誉第1师师长。李弥同日军作战多年，对滇西的地形熟悉。
军令是严厉的，军令也能催人发奋。李弥总结两个多月来未能攻克松山的经验教训，提出先集中炮火近距离猛烈轰击日军的坚固工事，再请美国空军低空投弹相结合的办法，摧毁日军在松山山顶的坚固堡垒。
为了攻克松山这个日军的坚固堡垒，工兵营官兵有勇有谋，在阵阵炮声的掩护下，连续数天不停地在坚硬的山中进行挖壕作业，在松山顶峰日军的工事下挖出了两条地道，地道的尽头挖成一个大炸药室，把10吨梯恩梯炸药放到日军的据点下面。为了不被日军发觉，这个药室垂直向上距日军阵地约30米。
9月8日，离蒋介石规定的期间只有2天了。
突然，松山上响起了一声惊天动地的巨响，10吨烈性炸药成功地爆炸了，松山的山顶被炸翻了。驻守松山的日军第56师团第113旅团的官兵在不知不觉中，全部被歼灭了。打扫战场时，远征军官兵发现，据点里仅剩数十名日军重伤员和20多名军妓。
第8军主力围攻松山，血战64天，终于用古老而有效的办法，攻克了松山这座坚固的日军据点，从而使滇西反攻这盘棋更加活跃了。日军的广播电台哀叹：松山守军全部“玉碎”。中央社的电讯说：“今日上午4时，我军将松山敌阵最后数处坚固工事摧毁，顽强抵抗之敌军，至此全部与阵地同归于尽。”
这是中国远征军在滇西反攻中攻克的第一个日军的重要据点。在这场艰苦的持久反攻战中，远征军为攻克日军据点遭受重大伤亡，第8军伤亡达6000多人，其中第1师第3团伤亡就有3000多人，部队整编时，这个团仅存1连人。
战后，云南省政府在滇西的保山、昆明的圆通山上，建立了抗日阵亡将士纪念碑，以示昭念。
第8军军长何绍周伤好后，调任昆明警备司令部副总司令，在决定军长人选时，何应钦曾经建议由中央军校的一名军官担任军长。军政部长陈诚竭力向蒋介石推荐，李弥在松山战斗中战功卓著，应该升任军长。驻第8军的美国顾问组组长也竭力推荐李弥，蒋介石终于任命李弥为第8军军长。
滕冲，旧称滕越，位于滇西大盈江东岸，是三国时期被诸葛亮七擒七纵那位孟获酋长的都城，也是古时南方丝绸之路上的一个重要集镇。滕冲东接保山和下关，西面过大盈江后，进入缅甸的八莫和密支那，南面为大盈江的一条支流。滕冲四面都是山岭，城东是飞凤山，城南是来凤山，城西是宝凤山，城北是高梁山，这些山岭虎视全区，地势险要，控制了滕冲城区谷地及滇缅公路。滕冲是滇缅公路上的一个要冲。
滕冲的城垣，下面是巨石，上面为巨砖砌成，抗力大。日军侵占滕冲后，不仅把城区工事修得极为坚固，滕冲外围各据点也修筑了半永久性工事。在高黎贡山日军的四大据点中，滕冲的防御工事最为险要坚固。防守滕冲的日军主要是擅长丛林作战的第56师团第148旅团主力以及第18师团第114旅团一部，这些日军弹药储备充足，防守工事坚固。
6月下旬，卫立煌得知，远征军向龙陵发起攻击后，日军就调滕冲的部分兵力前往增援龙陵，卫立煌认为，这是攻击滕冲的有利时机，即电令第20集团军兵分三路，向滕冲发起攻击。卫立煌提出，攻击部队应以部分兵力从左翼迂回，奇袭滕冲，这样，可以避开日军构筑的坚固工事，减少部队伤亡，加快进攻速度。
6月25日，第20集团军所属第54军从龙川江西岸向滕冲推进，第53军从清水河南岸向滕冲推进。
6月26日，第36师的先头部队越过老祖坟，迅速向南推进。预备第2师到达那寨、宝华寺一线。
6月29日，第20集团军各部队先后迫近滕冲外围的日军据点，立即进行攻击前的准备工作。
7月2日，第20集团军以左翼为重点攻击方向，向滕冲的日军外围据点发起攻击。盟军的飞机猛烈轰炸滕冲四周的日军工事，远征军炮兵频繁进行炮击。经过20多天的激战，第20集团军各部先后攻克了宝凤山、飞凤山，但是，来凤山的日军依托坚固工事，顽强死守。远征军使用火焰喷射器喷射日军据点，把据点内的大部分日军烧死，终于占领了来凤山，夺取了滕冲外围的全部据点。火焰喷射器是当时的先进武器，在崇山峻岭作战，对坚固工事和洞穴内的敌军作战效果很好。日军遭到打击后，被迫退入滕冲城内，固守待援。
8月2日，第36师攻城战斗开始了。
美国空军的一架架轰炸机从山林中飞过，炸弹接二连三地落在日军的据点里，在滕冲的城墙上先后炸开了13处缺口，日军第148旅团的旅团长藏重康美大佐也被炸死了。
炮兵开始发威了，炮弹雨点般地倾泻下来，滕冲城内，到处是爆炸声，山川震眩，声动江河。日军的工事在炮弹的爆炸声中倒塌了，日军官兵成了异国之鬼。
在一阵阵响亮的号声中，攻击部队向日军发起了冲击。经过两天激战，远征军将土夺占了日军的7个堡垒。日军遭到重大损失，仍然顽强固守。接连10多天，第2集团军一面抓紧进行攻城准备，一面要求美国空军不停地对滕冲进行轰炸。
这是一场真正的恶战，远征军将士每天都伤亡四五百人，战场惨不忍睹。
8月15日，第20集团军各部队向滕冲发起总攻。经过6天的激战，滕冲坚固的城垣终于被远征军将士突破了。第36师、第198师、第116师的官兵先后突入城内。但是，日军凭借滕冲城区的核心工事，继续抵抗。远征军将士每夺占一条街巷，都要付出代价。
滕冲城内的战斗持续了近1个月，这是异常艰苦的城市攻坚战。
蒋介石始终关注滕冲攻坚战。蒋介石电令攻城部队：“滕冲必须在9月18日国耻纪念日之前夺回。”
9月14日，第20集团军的官兵再次发起猛攻。驻守滕冲的日军太田大佐感到末日要来临了，向军司令官和师团长发出了临死前的哀鸣诀别电，命令士兵烧毁日军军旗和密码本，砸毁了无线电报机，作垂死抗争。远征军将士攻城不止，终于攻克滕冲，全歼第148旅团残部。日军代理旅团长和部分官兵弹尽粮绝，孤立无援，在绝望中先后自杀了。日本人所著《大东亚战争全史》记述侵占滕冲的日军覆灭时，说：“……只有一只眼，一只手和一条腿的官兵，那种悲壮的情景宛如阿修罗场，足以泣鬼神”。
滕冲攻坚战，中国远征军经过2个多月的苦战，终于拔除了滇西这个日军坚固据点。
滕冲攻坚战，是滇西反攻战役中带有决定意义的一次战斗，对于彻底歼灭滇西境内的日军，打通滇缅公路，具有重要作用。中央社报道：“滇西重镇之滕冲，14日上午10时，已为我军完全收复。在此次攻城战斗中，敌军第56师团之148旅团长重松大佐于滕冲为我击毙，寇军3000余人全部就歼”。
9月23日，第76师收复滇西日军的另一重要据点平冥，入侵滇西的残余日军向龙陵收缩，固守龙陵。
龙陵位于中缅边境城镇畹町的东北，滕冲的东面，是滇缅公路上的一个要点，也是日军滇西防御体系中的四大据点之一。滇西日军把主力部队部署在龙陵。
第11集团军根据卫立煌的命令，确定第71军为右翼攻击军，第2军为左翼攻击军，各部队在5月30日前完成攻击准备。其作战方针是：“集团军为攻略龙陵、芒市，决以主力由惠仁桥、迄七道河间地区各渡口，渡过怒江，重点置于右翼，向龙陵、芒市包围攻击”。
驻守龙陵的日军是第56师团主力。日军侵占龙陵两年多来，在龙陵周围的松山、阴登山、大地口、滚龙坡等地修筑了多处据点，每个据点都用大圆木、钢板等构筑工事，形成据点群，据点中储备了大量的粮食和弹药，做好了长时间独立作战的准备。这些据点群中，以滇缅公路上的松山和镇（康）芒（市）公路上的平易最为坚固。日军把第113旅团的主力部署在松山、龙陵之间地域，把第146旅团部署在平芒市之间地域。从兵力和工事上看，日军都做好了长期坚守龙陵的准备。
6月1日，第11集团军第71师配属第6军新编第39师、第2军，从惠通桥至三江口之间渡过怒江。4日，新编第28师攻克腊勐后，即向松山发起进攻。第71军主力部队第87、第88师沿着毕寨渡至龙陵的道路南侧，向龙陵挺进。一周后，部队进抵龙陵近郊。
6月10日，第71军主力向龙陵发起攻击。龙陵日军凭借坚固工事，顽强抵抗，战斗成僵持状态。
6月15日，当第71军的突击部队攻进龙陵城内时，突然遭到从滕冲、上街前来支援的日军第56师团第113旅团和永并支队1500多人的夹击，第87师主力见日军越过龙川江迎头阻击，两军在龙陵北侧地区展开激战。这场遭遇战打得难分难解，远征军官兵与日军进行肉搏战的关键时刻，芒市的600多名日军紧急出动，也向龙陵增援。第71军急忙命令新编第28师第84团前往阻击。但是，这些增援的日军仍有一部分进入龙陵城内，与固守龙陵的日军会合。
第11集团军总司令宋希濂看到，龙陵的日军兵力增加，命令部队暂时停止向龙陵进攻。第71军各部队被迫撤退到黄草坝，进行再战准备。
这时候，龙陵城内的日军除第113、第146旅团外，前来增援的日军第53师团第119旅团的主力和第2师团第29旅团的1个联队也聚集到龙陵城内，总兵力达5000多人。日军数量增加，作战的指导思想也发生了变化，一度被动固守的日军寻机向中国远征军进攻，以争取主动。
6月18日夜晚，日军向第71军各部队发起反击，两军在龙陵周围形成对峙，远征军一度处于被动态势。卫立煌得知这一战况，命令总预备队第8军所属荣誉第一师迅速渡江，支援龙陵。22日，荣誉第一师对日军发起攻击，龙陵的战局才稳定下来了。
6月28日，第71军在远征军预备队第8军荣誉第一师的支援下，第二次向龙陵发起攻击。战斗进行到7月7日，日军第113旅团和永并支队遭到沉重打击，被迫向龙陵城郊撤退。中国远征军乘势迫击，与日军在龙陵城附近形成对峙。
日军收缩兵力的企图，就是要固守龙陵。
第71军得到新编第28师增援后，于7月13日第三次向龙陵发起攻击。经过10多天的激战，终于迫近龙陵的市区。谁知就在这时候，一个意外情况出现了。芒市日军1000多人与平夏的日军会合后，向西北方向出击，直接威胁到第71军的左翼。
宋希濂总司令考虑再三，命令第二军兵分两路，从东西两面向从芒市出动的日军夹击。这些日军为了避兔在运动中被中国远征军歼灭，不得不退回芒市。
第17军经过近一个月的准备，于8月14日第四次向龙陵发起攻击。这次攻击，持续10多天。城东南老东坡战斗，双方反复争夺，血战6天6夜，远征军将士击毙日军400多人，自己伤亡800多人，终将日军击退。南天门战斗，远征军突入的人数较少，面对多数日军的阻击，远征军将士毫不畏惧，毙敌300多人后，全部牺牲，无一人退却。
8月26日，远征军突破日军的外围防御，部分将士突入龙陵市区。但是，龙陵城内的核心阵地仍然由数百名日军顽强死守，远征军将士几番突击，都未能攻克。
日军大本营为了守住滇西这几个重要的侵略据点，千方百计从日本国内抽调兵力，增援滇西战场。8月中下旬，2000多名日军官兵进入滇西各主要据点。龙陵的日军得到人员和武器弹药的补充后，侵略野心膨胀，再次进行反扑，企图夺回龙陵的外围据点。
9月3日，日军第56、第2师团集中了1.2万多人，向进攻龙陵的第71军进行反击。第71军和第2军第9师的官兵与日军连续激战7昼夜，顶住了日军的反击，并在第54军第36师等部队的支援下，把日军击退。
9月上旬，第5军第200师奉命从昆明赶到滇西战场，参加围歼战斗。第8军于9月7日歼灭了松山的日军，远征军把炮兵部队陆续调到龙陵战场，攻城部队急需的各种补给物资也源源不断地运到龙陵。龙陵周围，聚集了中国远征军第71军、第8军荣誉第1师、第200师、第20集团军第36师等部队，在兵力兵器上占有绝对优势。第11集团军总司令宋希濂认为，“一举歼敌之际”已经到来，部队士气高昂。
谁知在围攻龙陵的重要时刻，宋希濂收到国民政府军事委员会的电报，调他回重庆到陆军大学将官班受训。将军于胜利在望之际，不得不离开战场，离开浑身上下都是鲜血的士兵。
10月25日，第71军军长钟彬统一指挥各部队，向盘踞在龙陵的残余日军发起了猛烈攻击。
这是中国远征军第五次攻击龙陵。
这是一场持久的攻坚战。在滇西反攻中，攻打龙陵的战斗时间最长，参战兵力最多，战斗最为激烈；最为残酷。
11月6日，第71军在荣誉第1师、第200师、第36师的配合下，终于攻克龙陵，歼灭日军第56、第2师团各一部，共毙伤日军1万余人，远征军死伤“2.8万余人。当时，中央社报道：“滇西我军又一大捷，完全解放龙陵，血战5昼夜，残敌一举悉数就歼”。
中国远征军在滕冲、龙陵攻坚战中，除大量毙伤日军外，还俘虏日军260多人，缴获火炮16门，轻重机枪160多挺，步枪1700多支，战果辉煌。