渡江作战是中国抗战以来第一次对日寇的大反攻。
渡过怒江
1942年4月11日至25日，远征军渡过怒江并冲上高黎贡山，完成了渡江攻击战的第一阶段预定的目标。在渡江行动中由于江雾的掩护因而极为顺利，渡江的惟一损失，仅17名后援人员触礁倾覆。远征军渡江后西岸民众自发协助杀敌。
远征军渡过怒江仰攻高黎贡山，与日军多处发生激烈而规模不大的战斗，重庆方面鉴于中国驻印军已开始攻击密支那，敌难于短期内调动大量部队增援滇西，遂令远征军全部转入攻击渡江作战。第20集团军所辖第53军、第54军、预备第2师为右翼攻击军，攻击目标仍指向腾冲。第11集团军所辖第2军、第6军、第71军为左翼攻击军，向龙陵、芒市方向实施战役突击。
双方对峙
因日军工事坚固，久攻不下，沿毕(寨渡)龙(陵)大道南侧向龙陵突进，10日进抵龙陵近郊。日军据守城垣及外围据点，顽强抵抗，战斗激烈。15日，第28师获得少量补充后，再度开展攻势，连克日军外围据点。残余日军仍据守城内外据点顽抗。
此时，日军约1500余人由腾冲向龙陵增援。第71军第87师在龙陵以北地区予以阻击。该师右翼为日军击破，侧背受到威胁。同时芒市方面的日军约600人亦向龙陵增援，与新编第28师一部激战于马桥附近。至18日，日军集中龙陵的兵力约5000余人，从21日开始向第71军各师进行反扑。
第2军渡江后，以第76师攻平戛，其余部队向象达前进，并以一部向龙陵挺进。第71军获得第76师一部增援后，战局并未好转。与此同时，中国远征军总预备队第8军于6月初逐次渡江，其荣誉第1师加入第71军对龙陵之攻击，战局遂告稳定。28日，第71军展开攻击，予日军以严重打击。日军向龙陵城郊撤退并形成对峙。
强渡怒江
5月11晚，集结在怒江东岸的两万余中国远征军，在怒江150公里正面12个渡口乘坐橡皮艇强渡怒江。第11集团军主力仍在怒江东岸防守，担任策应的各加强团则分别由各渡口渡过怒江，向指定目标游击牵制。第76师加强团在平达街与日军激战，双方损失惨重，日军以驮马百余各载尸体两具向西北逃窜，沿途鲜血淋漓，绵延5公里。以后远征军逐次包围了平达，以掩护担任进攻主力的第20集团军侧背安全。
战役结果
此役，远征军一共投入了2万多人，伤亡7763人，4000人牺牲，牺牲人数超过了负伤人数。毙敌1250人，敌我伤亡比例是1：6.2。强渡怒江的中国军队成功的于缅甸北边建立桥头堡，56及53师团日军则在反攻无力下于7月中旬退守中缅边境之外的龙陵松山，中国军队消耗巨大，日军56师团主力21000人则几乎全灭。