1943年10月，為執行盟軍魁北克會議關于在緬甸對日軍發動攻勢和打通中國西南國際交通線的決定，駐印軍在總指揮史迪威指揮下逐次集結于印緬邊境的雷多地區，準備向緬北日軍發動進攻; 駐滇西遠征軍司令長官衛立煌決定以騰沖為目標對日軍發動進攻。駐緬北和怒江西岸的日軍共4個師團，轄9個步兵聯隊、8個特種兵聯隊，在第33軍司令官本多政材指揮下實施防御。

1943年10月14日，駐印軍新編第38師擊破日軍第18師團一部，攻取新平洋，進入緬北。12月攻占于邦。1944年初，新編第38、第22師分別攻克大白家及太洛，3月上旬又攻占孟關和瓦魯班。日軍退守杰布山隘，憑險頑抗。新編第22師在新編第38師與美軍第5307支隊(兩個營)策應下，經14天戰斗，攻占長達10公里的杰布山隘。日軍殘部向孟拱河谷撤退。隨后第5307支隊與新抵達太克里地區的新編第30師、第50師各一部混合編為中美突擊支隊，繼續向密支那挺進;新編第38師向高利前進。

退守孟拱河谷的日軍得到增援，據守高利、英開塘及卡盟等地。4月末，新編第22師在新編第38師一部配合下向日軍攻擊，經月余苦戰，于1944年6月19日將上述各地全部攻克。接著，新編第38師向孟拱急進，新編第22師由西側向孟拱迂回。

此時，遠征軍第20集團軍由滇西栗柴壩至雙虹橋間渡過怒江，經月余激戰，攻克馬面關、北齋公房、江苴街等日軍據點，迫近騰沖外圍。第11集團軍為支援第20集團作戰亦以一部渡過怒江。1944年5月22日，遠征軍根據國民政府軍事委員會關于迅速攻占騰沖、龍陵與駐印軍會師緬北，打通中印公路的電令，以第20集團軍為右集團攻擊騰沖，以第11集團軍為左集團攻擊龍陵、芒市。6月初，第11集團軍對日軍發動全面進攻。第71軍主力渡過怒江，向龍陵進攻，激戰至21日，雙方形成對峙(參見強渡怒江戰役)。

第2軍主力渡過怒江，以一部圍攻平戛，以另一部配合第71軍進攻龍陵。遠征軍總預備隊第8軍于6月初逐次渡江，加入第71軍對龍陵之攻擊。與此同時，新編第38師在孟拱東北攻殲日軍一部，解除遭日軍攻擊之英印軍第36師一部之危，并進迫孟拱城;新編第22師連克孟拱外圍各據點，對孟拱城形成包圍。經兩晝夜戰斗，于25日攻克孟拱。日軍殘部向密支那方向撤退。緬北重鎮密支那駐守日軍兩個聯隊。駐印軍與先期到達該地近郊的中美混合突擊支隊對日軍展開攻擊，經過兩個多月的激烈戰斗，于8月5日攻克密支那，日軍大部被殲，少數向八莫撤退。

遠征軍第20集團軍對騰沖發起攻擊，日軍據險頑抗，經苦戰，于9月14日攻克騰沖，日軍全部被殲。1944年7月13日，第11集團軍再次對龍陵發動進攻，在第20集團軍的支援下，于1944年11月6日攻克龍陵，日軍大部被殲，少數向芒市撤退。爾后，第11集團軍向芒市、遮放、畹町、芒友進攻。駐印軍攻克密支那后，將所屬部隊分編為新編第1軍(轄新編第38、第30師)和新編第6軍(轄新編第22、第14、第50師)，經過整訓補充后，于1944年10月15日開始南進。1944年11月14日，新編第38師抵達八莫附近，在新編第22師和空軍的配合下，經過20余天的戰斗，擊潰日軍第2師團一個加強聯隊，攻占八莫。新編第30師于1945年1月15日攻克南坎，日軍大部被殲，殘部向臘戍撤退。

第50師在芒卡附近接替新22師任務后，向南進攻，在萬好擊破日軍一部繼續向茂羅前進。英印軍第36師一部向喬梅方向前進。攻克南坎后，新編第38師、新編第30師分別向芒友、老龍方向進攻。新編第38師連克滇緬路(從昆明起經南坎到臘戍)沿線殘余日軍據點，27日攻克芒友，與遠征軍會師，完全打通了中印公路(從雷多起經南坎到昆明的統稱)。新編第30師在新編第38師一部支援下，經50余天的戰斗，于1945年3月8日攻克臘戍(參見新維臘戍戰役)，續向康沙追擊，27日與第50師一部會合。第50師另一部與英印軍在喬梅會師。殘余日軍向景東方向潰退。至此，戰役結束。

在歷時兩年的緬北會戰中，中國駐印軍全殲日軍第18、第56師團，重創日軍第53師團、第2師團、第33師團和第49師團，共擊斃日軍3.3萬余人，傷日軍7.5萬余人，俘虜323人。繳獲大炮186門，戰車67輛和汽車552輛。中國駐印軍傷亡1.7萬人。