隨著戰局的擴大，戰線的延長和長期戰爭的消耗，日軍的財力、物力、兵力嚴重不足，已無力再發動大規模的戰略進攻。敵後遊擊戰爭的發展和抗日根據地的擴大，使日軍在其占領區內隻能控製主要交通線和一些大城市，廣大農村均控製在以八路軍、新四軍為主的中國軍隊手中。1938年9月，中國共產黨召開了六屆六中全會，******提出了中國共產黨在民族戰爭中的地位問題，批判和克服了王明的****機會主義路線，堅持了獨立自主的原則，保證了抗日戰爭的勝利進行。在此階段，日本的侵華方針有了重大變化：逐漸將其主要兵力用於打擊在敵後戰場的八路軍和新四軍，而對國民黨政府則采取以政治誘降為主的方針。日本侵略軍集中了大部分兵力和幾乎全部偽軍，對中國共產黨領導的敵後抗日根據地進行了殘酷的“大掃蕩”。抗日根據地軍民開展了艱苦的鬥爭，堅決地進行反“掃蕩”、反“蠶食”鬥爭，敵後戰場逐漸成為抗日戰爭的主要戰場。在日本政府的誘降下，國民政府內親日派頭子汪精衛公開投降。1940年3月，他在南京成立了偽國民政府，組織偽軍，協同日本侵略軍進攻抗日根據地。同時，國民黨的反共傾向也日漸增長，******采取“消極抗日，積極反共”的政策，掀起了三次反共高潮，妄圖消滅共產黨和敵後抗日根據地。中國共產黨堅持“發展進步勢力，爭取中間勢力，孤立頑固勢力”的方針，領導解放區軍民一麵抗擊日偽軍的“大掃蕩”，一麵打退了國民黨的三次反共高潮，鞏固和發展了抗日根據地。至1943年12月，日軍在兵力嚴重不足的情況下，被迫收縮戰線，華北方麵軍停止向抗日根據地的進攻。
從1944年1月解放區戰場局部反攻至1945年8月日本宣布無條件投降，是戰略反攻階段。
1944年，共產黨領導的敵後軍民在華北、華中、華南地區，對日偽軍普遍發起局部反攻。與此同時，國民黨正麵戰場卻出現了大潰敗的局麵，先後喪失了河南、湖南、廣西、廣東等省的大部分和貴州省的一部。1945年，八路軍、新四軍向日軍發動了大規模的春、夏季攻勢，擴大了解放區，打通了許多解放區之間的聯係。當時，由於國民黨軍隊主力分散在中國的西南、西北大後方地區，日軍占領的大部分城鎮、交通要道和沿海地區都處在解放區軍民的包圍之中，因此全麵反攻的任務，自然地主要由敵後抗日根據地的人民軍隊來進行。1945年5月，蘇軍攻克柏林，德軍正式向盟軍投降，第二次世界大戰歐洲戰場的戰爭宣告結束。1945年8月，美國軍隊在太平洋戰場上對日作戰勝利，逼近日本本土。8月6日和9日，美國在日本的廣島、長崎投擲了兩顆原子彈。
8月8日，蘇聯政府對日宣戰，出兵中國東北。8月9日，******發表了《對日寇的最後一戰》的聲明，要求八路軍、新四軍及其他人民軍隊，在一切可能的條件下，對一切不願投降的侵略者及其走狗實行廣泛的進攻。1945年8月14日，日本政府照會美、英、蘇、中四國政府，宣布接受《波茨坦公告》。8月15日，日本天皇裕仁以廣播“終戰詔書”的形式正式宣布日本無條件投降。9月2日，日本投降的簽字儀式在停泊於日本東京灣的美國戰列艦“密蘇裏號”上舉行。9月9日，在南京陸軍總部舉行的中國戰區受降儀式上，日本駐中國侵略軍總司令岡村寧次代表日本大本營在投降書上簽字，並交出他的隨身佩刀，以表示侵華日軍正式向中國繳械投降。至此，抗日戰爭勝利結束。