1944年4至12月日本侵略軍爲挽救東南亞地區日軍孤立，摧毀美國在華空軍基地，打通華北到華南以至印度支那的大陸交通線而發動的一次大規模戰略進攻。1943年，爲摧毀美國在中國大陸的空軍基地，阻止美軍對日本本土的轟炸，日本決定發動豫湘桂戰役，企圖打通平漢、粵漢、湘桂鐵路，掌握一條陸上交通線。日軍從本土及中國東北調集了各兵種部隊總計約51萬，是中日戰爭以來規模最大的一次進攻戰。戰役的第一階段河南會戰，日軍出動了約15萬兵力，國民黨軍集中了35—40萬兵力。日軍在4、5月間先後攻陷鄭州、洛陽等地。日軍攻佔洛陽的同一天，日本中國派遣軍總司令官畑俊六將設在南京的前進指揮所推進到漢口，開始了戰役主要階段的湘桂作戰。
日軍以13個師團爲基幹，總共投入36萬餘兵力;中國方面投入了130多萬兵力。日軍6月攻陷長沙。1944年6月26日日軍佔領衡陽機場，幷包圍衡陽。中國政府調集各路援軍增援，但未能突入包圍圈。4萬守軍在孤立無援的情況下，反覆同日軍展開了激烈的爭奪戰，使日軍受到重大傷亡，終因敵我力量懸殊和守軍兵疲糧缺，陣地被日軍突破，8月8日放棄衡陽。隨後，日軍從湖南、廣東及越南3個方面向廣西進攻，開始了桂柳作戰。11月，日軍陷桂林、柳州。12月2日佔領獨山。國民政府因之震動，被迫集中一切可用之兵力投入貴州作戰，8日收復獨山，迫使日軍後退到河池。12月，日軍打通了從華北到華南以至印支的通道。
在短短的8個月中，國民黨軍隊在豫湘桂戰場上損兵50萬人，喪失擁有146座大小城市、6000萬人口的20多萬平方公里的國土，失去空軍基地7個、飛機場36個 。日軍在付出重大代價之後，雖然打通了大陸交通線，但始終也沒能全線通車。
豫中會戰
1944年4月，日軍華北方面軍司令官岡村寧次指揮第12集團軍共5個師又3個旅、1個飛行團(飛機168架)、第1集團軍和方面軍直屬部隊各一部，共14.8萬餘人，在第11、第13集團軍各一部配合下，以攻佔平漢鐵路(北京一漢口)南段爲目標，向鄭縣(鄭州)、洛陽地區發動進攻。中國第一戰區司令長官蔣鼎文指揮8個集團軍1個兵團共17個軍約40萬人，在第八戰區和空軍(飛機156架)各一部支援下，以第28集團軍依託黃河南岸既設河防陣地抗擊日軍;第4集團軍在河南汜水縣(今併入滎陽)、密縣(今新密)間山區構成防禦地帶，進行堅守防禦;第31集團軍集結於禹縣(今禹州)、襄城、臨汝(今汝州)地區，待機殲敵。18日，日軍第37師配屬獨立混成第7旅從中牟新黃河(今賈魯河)東岸向第28集團軍暫編第15軍河防陣地發起攻擊。19日，日軍第110、第62師由鄭州黃河鐵橋南端向第28集團軍第85軍邙山頭陣地發起攻擊。突破陣地後，至23日相繼攻陷鄭州、新鄭、尉氏、汜水、密縣。25日，日軍第13集團軍以2個旅由安徽正陽關、鳳台攻向阜陽，作出向河南漯河進攻態勢，以牽制豫東守軍，打通平漢鐵路後撤回。30日，日軍第12集團軍以3個師又2個旅向許昌發起攻擊。守城的新編第29師抗擊至5月1日失守。日軍第12集團軍旋以一部沿平漢鐵路南進，主力轉向西進，尋找第一戰區主力決戰。第31、第4集團軍予日軍以打擊後，於5、6日分別撤往伏牛山、韓城。至9日，西進日軍攻抵龍門附近。隨即以一部進逼洛陽，大部向伊河、洛河河谷進攻。
同日，由許昌南進之日軍第27師，與由信陽附近北上之第11集團軍宮下兵團(相當於旅)在確山會師，打通平漢鐵路南段。同日晚，日軍第1集團軍以8個營從山西垣曲(今古城鎮)強渡黃河，攻佔河南英豪、澠池後，沿隴海鐵路(蘭州-連雲港)東西分進。至14日，與西進日軍擊退第36集團軍和劉戡兵團，包圍洛陽。18日，日軍菊兵團(第63師一部)攻擊洛陽，守軍第15軍配屬第94師依託城防工程，頑強抗擊一晝夜，使敵攻擊受挫。華北方面軍令第12集團軍司令官指揮第110師一部、坦克第3師主力、騎兵第4旅和菊兵團攻擊洛陽。守軍孤軍奮戰至25日分路突圍，洛陽失守。在日軍第12集團軍主力西進後，第五戰區第55軍、第十戰區豫南挺進軍等部，向平漢鐵路南段實施襲擊，一度收復確山、漯河等地，以牽制日軍。1944年6月2日，第一戰區主力、第八戰區一部發起反擊，戰至中旬，將日軍逐至陝縣、洛寧、嵩縣、魯山一線，雙方對峙，會戰結束。
長衡會戰
1944年5月，日軍第11集團軍司令官橫山勇指揮8個師、1個飛行團和海軍一部，共20餘萬人，以攻佔湘桂鐵路(衡陽—來賓)爲目標，向長沙、衡陽地區進攻。中國第九戰區司令長官薛嶽指揮4個集團軍(共15個軍)另2個軍共約40萬人，在空軍(飛機181架)、友鄰戰區支援下，以一部依託湖北通城東南山區、湖南新牆河南岸、沅江和益陽地區的既設陣地，節節抗擊，消耗、遲滯日軍;主力分別控制於瀏陽、長沙、衡陽及寧鄉等要地，相機殲敵。27日，日軍以5個師由湖南華容、岳陽、湖北崇陽沿湘江兩岸和湘贛邊山區分三路發起攻擊，以3個師集結於湖北監利、蒲圻待機。另以1個團又5個營進至江陵以南鬆滋河沿岸進行牽制，以掩護軍右翼。防守新牆河的第20軍予日軍中路第68、第116師以持續抗擊後，轉至湖南平江以東山區待機。
防守崇陽東南山區的第72軍、挺進縱隊對日軍左路第3、第13師逐次阻擊，遲滯其行動。防守益陽的第73軍抗擊日軍右路第40師。1944年6月1日，日軍中、左路強渡汨羅江，突破河防陣地後，分路向撈刀河、瀏陽河進攻。守軍第37軍採取邊抵抗邊後撤的戰法，撤至瀏陽附近山區待機。至14日，日軍相繼攻佔沅江、益陽、瀏陽。16日，日軍第34、第58師、第68師一部攻擊長沙城區。第4軍堅守至18日下午，傷亡殆盡，長沙失陷。第九戰區爲阻敵深入，保衛衡陽，從20日起向日軍發起反擊，至27日，將日軍左、右路分別阻滯於醴陵、湘鄉;對日軍中路在淥口、衡山間雖給以打擊，但未能阻止其南進。
28日，日軍第68、第116師攻擊衡陽。守軍第10軍(4個師，但實際只有4個團的兵力)依託工事以正面和側面火力掩護，連續實施反衝擊，戰至1944年7月2日，予敵以重創，迫其停止攻擊。11日，日軍第68、第116師得到增補後，以15個步兵營、12個炮兵營第二次攻擊衡陽。守軍以固守陣地與機動防禦相結合，加強陣地間的互相支援，實施短促近戰和反衝擊，戰至20日，迫敵再次停止攻擊。其間，被阻滯於湘東山區的日軍第3師先後在醴陵、茶陵、安仁遭重創。後在第27、第34師和第13師一部支援下，戰至月底，始突破圍阻。8月4日，日軍第11集團軍集中4個師第三次攻擊衡陽。守軍抗擊至8日，傷亡慘重，且孤軍無援，被迫放下武器，衡陽陷落。會戰結束。
桂柳會戰
1944年8月，日軍侵佔湖南衡陽後，爲準備進佔廣西桂林、柳州，以第11集團軍6個師又1個旅，於29日由衡陽沿鐵路向湘桂邊界推進;以第23集團軍2個師又1個獨立混成旅，於9月6日由廣東清遠等地沿西江向廣西梧州進攻，另1個獨立混成旅由廣東遂溪向廣西容縣進攻。10日，第6方面軍司令官岡村寧次奉命指揮第11、第23集團軍、第2飛行團(飛機約150架)和第2遣華艦隊一部，共約16萬人，在南方軍一部配合下，以打通桂越(南)公路爲目標，向桂林、柳州進攻。中國第四戰區司令長官張發奎指揮9個軍、2個桂綏縱隊、空軍一部(飛機217架)，共約20萬人，在黔桂湘邊區總司令部的3個軍支援下，以分區防禦抗擊日軍。14日，日軍第11集團軍攻佔全州，隨後調整部署，準備攻擊桂林。22日，日軍第23集團軍陷梧州，至10月11日相繼攻佔平南、丹竹和桂平、蒙圩。第四戰區鑑於全州地區日軍尚無行動，遂調整部署，將所部編組爲桂林、荔浦、西江3個方面軍，南寧、靖西2個指揮所，以大部兵力固守桂林，集中一部兵力先擊破西江方面之敵。21日，第64軍配屬桂綏第1縱隊向進佔桂平、蒙圩之日軍獨立混成第23旅實施反擊;另以第135師等部向平南、丹竹攻擊，策應反擊。戰至28日，日軍第23集團軍主力逼近武宣，國民黨軍隊遂停止反擊退守武宣。與此同時，日軍第11集團軍突破桂林、荔浦方面軍的防禦陣地，主力於11月4日進抵桂林城郊;一部向柳州進攻。7日第四戰區將3個方面軍編組爲左、中、右兵團，集中兵力保衛桂、柳。9日，日軍第40、第58、第37師和第34師一部，向桂林城發起總攻。同日，日軍第23集團軍第104師、第11集團軍第3、第13師突破中央兵團的防禦陣地，攻向柳州。11日，防守桂林城區的第31軍大部犧牲，小部突出重圍，桂林陷落;堅守柳州城區的第26軍傷亡過半，奉命撤離，柳州失守。隨後，日軍第3、第13師沿黔桂鐵路(都勻-柳州)向西北進攻;第23集團軍沿柳邕公路(柳州-南寧)向西南進攻，24日佔南寧。
28日，日軍南方軍第21師一部從越南突入中國，向廣西綏淥(今屬扶綏)進攻。至此，從中國東北直至越南河內的大陸交通線，終於被日本侵略者打通。國民黨軍潰退入貴州。日軍以3000餘人的兵力沿黔桂公路追擊，如入無人之境。沿黔桂鐵路進攻的日軍至1944年12月2日攻至貴州獨山，逼近四川，震動重慶。在遭到第29軍軍長孫元良率領的900人的反擊後，被迫撤回廣西河池。10日，日軍第21師與第22師各一部在綏淥會合。至此，大陸交通線全部打通。中旬，雙方逐漸形成對峙，會戰結束。
