1943年10月，为执行盟军魁北克会议关于在缅甸对日军发动攻势和打通中国西南国际交通线的决定，驻印军在总指挥史迪威指挥下逐次集结于印缅边境的雷多地区，准备向缅北日军发动进攻; 驻滇西远征军司令长官卫立煌决定以腾冲为目标对日军发动进攻。驻缅北和怒江西岸的日军共4个师团，辖9个步兵联队、8个特种兵联队，在第33军司令官本多政材指挥下实施防御。
1943年10月14日，驻印军新编第38师击破日军第18师团一部，攻取新平洋，进入缅北。12月攻占于邦。1944年初，新编第38、第22师分别攻克大白家及太洛，3月上旬又攻占孟关和瓦鲁班。日军退守杰布山隘，凭险顽抗。新编第22师在新编第38师与美军第5307支队(两个营)策应下，经14天战斗，攻占长达10公里的杰布山隘。日军残部向孟拱河谷撤退。随后第5307支队与新抵达太克里地区的新编第30师、第50师各一部混合编为中美突击支队，继续向密支那挺进;新编第38师向高利前进。
退守孟拱河谷的日军得到增援，据守高利、英开塘及卡盟等地。4月末，新编第22师在新编第38师一部配合下向日军攻击，经月余苦战，于1944年6月19日将上述各地全部攻克。接着，新编第38师向孟拱急进，新编第22师由西侧向孟拱迂回。
此时，远征军第20集团军由滇西栗柴坝至双虹桥间渡过怒江，经月余激战，攻克马面关、北斋公房、江苴街等日军据点，迫近腾冲外围。第11集团军为支援第20集团作战亦以一部渡过怒江。1944年5月22日，远征军根据国民政府军事委员会关于迅速攻占腾冲、龙陵与驻印军会师缅北，打通中印公路的电令，以第20集团军为右集团攻击腾冲，以第11集团军为左集团攻击龙陵、芒市。6月初，第11集团军对日军发动全面进攻。第71军主力渡过怒江，向龙陵进攻，激战至21日，双方形成对峙(参见强渡怒江战役)。
第2军主力渡过怒江，以一部围攻平戛，以另一部配合第71军进攻龙陵。远征军总预备队第8军于6月初逐次渡江，加入第71军对龙陵之攻击。与此同时，新编第38师在孟拱东北攻歼日军一部，解除遭日军攻击之英印军第36师一部之危，并进迫孟拱城;新编第22师连克孟拱外围各据点，对孟拱城形成包围。经两昼夜战斗，于25日攻克孟拱。日军残部向密支那方向撤退。缅北重镇密支那驻守日军两个联队。驻印军与先期到达该地近郊的中美混合突击支队对日军展开攻击，经过两个多月的激烈战斗，于8月5日攻克密支那，日军大部被歼，少数向八莫撤退。
远征军第20集团军对腾冲发起攻击，日军据险顽抗，经苦战，于9月14日攻克腾冲，日军全部被歼。1944年7月13日，第11集团军再次对龙陵发动进攻，在第20集团军的支援下，于1944年11月6日攻克龙陵，日军大部被歼，少数向芒市撤退。尔后，第11集团军向芒市、遮放、畹町、芒友进攻。驻印军攻克密支那后，将所属部队分编为新编第1军(辖新编第38、第30师)和新编第6军(辖新编第22、第14、第50师)，经过整训补充后，于1944年10月15日开始南进。1944年11月14日，新编第38师抵达八莫附近，在新编第22师和空军的配合下，经过20余天的战斗，击溃日军第2师团一个加强联队，攻占八莫。新编第30师于1945年1月15日攻克南坎，日军大部被歼，残部向腊戍撤退。
第50师在芒卡附近接替新22师任务后，向南进攻，在万好击破日军一部继续向茂罗前进。英印军第36师一部向乔梅方向前进。攻克南坎后，新编第38师、新编第30师分别向芒友、老龙方向进攻。新编第38师连克滇缅路(从昆明起经南坎到腊戍)沿线残余日军据点，27日攻克芒友，与远征军会师，完全打通了中印公路(从雷多起经南坎到昆明的统称)。新编第30师在新编第38师一部支援下，经50余天的战斗，于1945年3月8日攻克腊戍(参见新维腊戍战役)，续向康沙追击，27日与第50师一部会合。第50师另一部与英印军在乔梅会师。残余日军向景东方向溃退。至此，战役结束。
在历时两年的缅北会战中，中国驻印军全歼日军第18、第56师团，重创日军第53师团、第2师团、第33师团和第49师团，共击毙日军3.3万余人，伤日军7.5万余人，俘虏323人。缴获大炮186门，战车67辆和汽车552辆。中国驻印军伤亡1.7万人。