4月29日，中美突擊支隊從胡岡河穀出發，兵分兩路向密支那前進。途中，突擊支隊擊退了日軍的多支警戒部隊，經過半個多月的艱苦行軍作戰，第一縱隊向密支那以北地區推進，第二縱隊於5月16日進至密支那以西地區。
17日上午，中美突擊支隊第二縱隊渡過南圭河，向密支那西機場突然襲擊，一舉攻占了機場。從此，密支那西機場成為中印空運的基地。“駝峰”航線縮短了。18日和19日，新30師第89團、第14師第42團和炮兵部隊，根據中國駐印軍總司令部的命令，空運到密支那，支援突擊支隊圍攻密支那。
防守密支那的日軍失去西機場後，把部隊集中到市區。3000多日軍分成4個防禦區，憑借市區的堅固工事，固守頑抗。突擊支隊第二縱隊奪取西機場以後，迅速向密支那市區發起攻擊，其餘部隊向密支那外圍日軍的據點進行攻擊。同日，第一縱隊進至密支那北麵的遮巴德。從19日開始，第二縱隊接連向防守密支那的日軍發起攻擊，由於梅裏爾準將指揮失當，部隊攻堅戰鬥缺乏準備，戰鬥成膠著狀態，受到重大傷亡。
史迪威聞訊後，為改變被動局麵，果斷地撤換了梅裏爾準將，命令參謀長柏德諾準將從利多乘飛機趕到密支那，接替梅裏爾的職務。同時解散中美混合突擊隊。
史迪威看到，中美軍隊組成聯合突擊隊這種新的編組方式，並不能增強部隊的戰鬥力。23日，他命令各部隊歸還原建製。並明確：美軍第5307部隊的麥根少將負責密支那地區作戰，指揮這一地區內的所有部隊；新30師師長胡素少將指揮該師第88、第89團，第50師師長潘裕昆少將指揮該師第149、150和第14師之第41、第42團。
5月底，日軍步兵第56旅團長率2000多人抵達密支那，加強了密支那的防守力量。
5月下旬，駐印軍仍然無法突破日軍的防禦。史迪威決定第二次換將，命令韋賽斯準將接替柏德諾準將，指揮駐印軍向密支那進攻。
7月6日，鄭洞國軍長和孫立人師長到達密支那戰場。鄭洞國為激勵士氣，下達了奪取密支那，紀念抗戰7周年的總攻擊命令。鄭洞國親臨前線，鼓舞士氣，直接指揮中國駐印軍圍攻密支那的戰鬥。
7月13日，第30師主力，第14、第50師各一部、第5307部隊等，在空軍和炮兵的支援下向密支那發起攻擊。經3天激戰，部隊逼近密支那市區。
8月3日，中國駐印軍攻占密支那。這場戰鬥，駐印軍終於打敗了曾經在中國發動盧溝橋事變的日軍“常勝師團”，先後擊斃日軍2700多人，俘虜70多人，日軍第56師團步兵旅團長水上源藏少將在戰鬥失敗後自殺。中國軍隊死傷5100多人。
密支那戰鬥結束後，中國駐印軍進行休整和整編。史迪威仍然擔任駐印軍總指揮，鄭洞國升任副總指揮。所屬部隊擴編為2個軍，即新編第1軍和新編第6軍。孫立人升任新編第1軍軍長，下轄新編第30、第38師；新編第6軍由廖耀湘任軍長，下轄新22師、第14、第50師。
駐印軍攻占密支那以後，從印度經過卡盟、莫岡到密支那之間的鐵路和公路暢通無阻，盟國運送給中國的戰爭物資可以經過密支那中轉，減輕了“駝峰”生命線的壓力，提高了戰爭物資的運輸量。
中國駐印軍攻克密支那以後，八莫即成為下步進攻的要點。八莫位於中緬邊境，是緬甸北部伊洛瓦底江流域的一個大城市，規模僅次於密支那，也是日軍侵略中國滇西的一個重要據點。日軍為維持緬北局麵，把部署在南坎的第2搜索團、第16師團第2聯隊、混合炮兵1個聯隊，以及在莫岡、密支那潰退的日軍殘部調到八莫，防守總兵力達5000多人，在八莫周圍構築工事，組成新的防線。
1944年8月28日，日軍第2師團主力推進到芒市，第18師團從英多轉移到中緬邊境的南坎。日軍把這兩個師團部署到滇西，主要企圖阻止中國駐印軍與中國遠征軍會師。
10月10日，駐印軍總指揮部下達了第二階段的作戰命令。
孫立人軍長為了迅速攻克八莫，調整了部署，命令右縱隊的第112團迅速轉移到左翼方向，從新龍卡巴向八莫南麵的曼西進攻，切斷駐守在八莫的日軍的後方運輸線。第114團在113團配合下，向八莫的正麵攻擊。
駐印軍在美國空軍的支援下，經過10多天的激烈戰鬥，相繼攻克了莫馬克和曼西，於11月上旬把八莫據點的日軍包圍起來。接連數日，駐印軍在航空火力和炮兵火力的配合下，向八莫據點的日軍發起攻擊，但日軍殘部1500多人憑借有利地形和堅固的工事，繼續固守八莫。拚死抵抗，企圖等待南坎方麵的日軍前來支援。
11月12日，新22師攻克大曼等日軍據點後，迅速調遣部分兵力向八莫前進，策應新38師圍攻八莫。
24日，駐印軍突破日軍八莫外圍據點，攻入八莫城內。激戰中，除60多名日軍跳到太平江、逃往南坎外，其餘日軍包括城防司令原三好大佐在內的官兵，全部被殲滅。
八莫戰鬥，駐印軍擊斃日軍2430人，俘21人，繳獲飛機2架、大炮25門、戰車2輛，奪取飛機修理廠2座及大批軍用物資。新1軍官兵傷亡1021人。八莫戰鬥的勝利，為駐印軍與遠征軍會師奠定了基礎。
南坎地處中緬邊境，西通緬甸八莫，東可到龍陵。公路與滇緬公路互相連接，交通十分便利。日軍侵占緬北以來，在南坎儲備糧彈，做好了長期防守的準備。八莫戰鬥結束後，日軍在南坎的部隊主要是第56師團和第2師團各一部，兵力共有1個師。
駐印軍圍攻八莫的時候，急向南坎求援。11月30日，駐守南坎的日軍第55旅團旅團長山崎四郎率所部並附屬炮兵、工兵、輜重兵各一個大隊，從南坎北上，救援八莫，誰知這支被稱作“山崎支隊”的日軍在行進途中，與駐印軍第30師主力部隊遭遇，兩軍在拜家塘、康馬附近地區展開激戰。新1軍軍長孫立人得知這一情況後，立即命令在八莫戰場上的新38師第112團向日軍後方截擊，使山崎支隊首尾難以相顧，無法支援八莫。12月17日，第30師把日軍山崎支隊擊退後，乘勝前進，逼近南坎。不久，新38師第112團也向南坎西側疾進。
12月下旬，第30師進至南坎外圍。孫立人軍長看到南坎附近是一條狹長的穀地，如果正麵進攻，部隊難以展開。於是命令第112團等部隊，首先殲滅南坎外圍的日軍，對南坎形成雙重包圍。
1945年1月14日，圍攻南坎的部隊先後進至南坎的預定出擊陣地，做好總攻擊的準備。15日，駐印軍新1軍各部隊在強大的航空兵火力和炮火的配合下，用坦克突破開路，向據守南坎的日軍發起猛攻。南坎據點內的日軍雖然拚死抵抗，但根本無法阻止駐印軍強大的火力和兵力突擊，傷亡慘重，士氣低落。當天新30師即攻占南坎，少數殘餘日軍狼狽突圍，向東北方向古木蔽天的森林裏逃去。
南坎戰鬥，駐印軍擊斃日軍1780人，俘虜日軍12人。繳獲卡車10輛，奪取倉庫10多座，以及其他許多作戰物資。
蔣介石對南坎戰鬥很重視，當他看到駐印軍攻克南坎後，立即打電報給衛立煌，命令中國遠征軍迅速攻占畹町，盡快掃除中印公路上最後的日軍據點。
蔣介石的命令，揭開了中國遠征軍的戰鬥序幕。