进攻的第３０８团及第３０７团以对壕作业攻占了滚龙坡东北两个重要据点，并肃清了附近的残余日军，终于在付出重大牺牲后，打开了松山主据点的两侧门户。
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经过６次围攻，虽已攻克滚龙坡高地，但伤亡很重，又将守备保山机场的荣３团第３营及第１０３师第３０９团增援松山，以对壕作业、坑道爆破及使用喷火器等战法，连续发动了两次围攻，经过艰苦的攻坚战斗，于８月３１日完全攻破了松山外围各据点，仅中央高地的两个中心据点尚未攻占。９月４日拂晓发动第九次围攻。战斗极为惨烈，血战至当日黄昏，荣３团及第３０９团均仅余２０余人，第２４６团仅余８人，工兵及搜索连则伤亡殆尽。第８军急调守备怒江东岸的第８２师第２４４团增援。又苦战两昼夜，至９月７日方完全占领松山。收缩至中心据点，将残余日军５００余人全部歼灭，无一逃脱。进攻龙陵的第１１集团军主力的后方联络线由此畅通无阻。
松山以南的平戛是日军控制三江口，掩护芒市、龙陵外围的重要据点，由第１４６联队第１大队防守。远征军开始渡江进攻时，防守军为策应攻击军作战而渡江的第８８师的第２６４团和第７６师的第２２８团，曾一度攻破平戛，但在日军反击下，平戛又为日军占领。６月１日第１１集团军渡江扩张战果时，平戛由第７６师负责围攻，第８８师的第２６４团转用于龙陵。第７６师于６月１日、７日、１５日三次组织攻击，均遭顿挫。６月１８日，第７６师主力北上蚌渺，与第７１军协同侧击龙陵东进的日军，仅留第２２６团（附第９师第２６团的第２营）包围监视。
７月１１日，日军第１１３联队配属第１１４联队第１大队、第１４８联队第３大队及１个山炮兵大队从芒市出发，向平戛前进，企图给守备平戛的日军补给粮食、卫生材料及收容伤病人员，１２日进至平戛以西约４公里的牛尖山，与围困平戛的第２２６团发生激战。战斗至１４日，日军攻占唐家山，其第１１３联队的第１大队掩护卫生队、辎重队进入平戛。１５日晨，日军第１１３联队带着平戛的伤病员开始向芒市返回，１６日在蚂蚁堆将进行阻击的第２２６团第１营包围，营长以下牺牲近半，余部于１６时突围，退至牛尖山。第７１军闻讯后，急派新２８师的第８４团驰援，但当进抵平戛附近时，日军已因芒市告急于１７日奉命返回芒市。
９月１４日，腾冲日军被全部歼灭后，日军决定以第５６师团全力营救平戛日军。日军第５６师团率第１１３、第１４６联队于９月１７日夜开始由芒市出发，２０日进抵良子寨附近，向围困平戛的第２２６团进攻，于２２日攻占良子寨、大尖山，与平戛日军会合，２３日放弃平戛西返。第２２６团收复平戛后跟踪追击。日军途中又遭到第９师第２６团的攻击，于２７日退入芒市。平戛及其附近要点，完全收复。
（三） 围攻腾冲战斗
远征军第２０集团军右翼第５４军第１９８师于５月１６日攻占桥头、马面关后，日军第５６师团即将第一次反击平戛的第１１３联队第２大队主力和芒市守备队３个中队编成的原田联合大队及第１１３联队第３大队主力，用汽车运至瓦甸，由第１４８联队长指挥，实施反击，于５月２７日又夺占了桥头及马面关。第５４军急调第３６师主力北上进攻桥头，调第２师进攻马面关，令第１９８师攻击北斋公房。经战斗后，于６月１６日再次攻克桥头、马面关。第１９８师亦攻占了北斋公房。日军分向明光、固东、瓦甸撤退。２０日，预２师先后攻占明光、固东，第３６师攻占瓦甸。２１日，第２０集团军左翼第５３军亦攻占了江苴。日军第１４８联队全部退向腾冲。
腾冲为滇西重镇，古称“腾越”，大盈江流经城西，龙川江则从其东面流过，城区为狭长而曲折的盆地，四周均为高山。腾冲城高５米，墙宽２米，呈正方形，各边长２公里，下砌巨石，上筑青砖，坚固难摧，易守难攻。日军在此经营两年，堡垒林立，坑道相通，形成一座坚固的要塞。第１４８联队自高黎贡山败退入城后，即决心死守。
１９４４年６月下旬，远征军鉴于驻印军已克甘马因、孟拱，密支那不日可占，第８军业已到来，第１１集团军渡江后进展迅速，松山虽屡攻未克，第７１军主力已逼近龙陵，第２军正向芒市进攻，右翼第２０集团军已肃清了龙川江沿岸日军，迫近腾冲，因此于６月２３日决定以第２０集团军全力夺取腾冲；同时以第８军和第２００师增强第１１集团军，令第１１集团军尽快攻取龙陵。
第２０集团军受命后立即部署攻城：以第５４军（欠第１９８师）附预２师、重迫击炮营为右兵团，沿顺江街至腾冲大道先攻占宝凤山、来凤山，协同第５３军围攻腾冲；第５３军附重迫击炮营为左兵团，以一部先攻占抗猛山，向酒店以南推进，主力应于２６日前到达干榨山、打苴山、龙川江右（西）岸，准备向飞凤山攻击；另以一部为左侧支队，向飞凤山进攻。第１９８师为预备兵团，先在瓦甸集结，待第５３军前进后，向江苴街推进。
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７月２日拂晓，第２０集团军对腾冲外围据点发动全面进攻。第５４军预２师穿过宝凤山，强渡大盈江，向芭蕉关进攻；第３６师进抵大盈江北岸干龙、下马坞之线，以一部协助第１９８师第５９２团攻击５１３０高地；第５３军第１１６师在第１９８师支援下一举攻占５８３０高地，其第３４６团正向罗汉冲攻击；第１３０师第３８８团已进至飞凤山以南的吴邑，师主力正向上、下勐连进攻中。基本上构成了对腾冲的包围态势。各部队战斗至１２日，已逼近城垣：第５４军预２师已克毗卢寺，正攻来凤山，第３６师接近腾冲城西北角，第１９８师与日军在饮马河激战，第５３军第１１６师已占娘娘庙、满金邑，第１３０师攻占上、下猛连后以一部控制龙江桥。第２０集团军遂于７月２７日下令攻城：第５４军附重迫击炮营向南门亘西门、北门至东门（不含）之线攻击，预２师固守来凤山、来凤寺；第５３军以第１１６师附重迫击炮及军山炮兵营向东门亘南门（不含）之线进攻；第１３０师担任对龙陵方面的警戒，以一部置于倪家铺，策应第１１６师作战。
据守腾冲的日军第１４８联队于６月２７日派出第３大队增援龙陵后，城内守军尚有２０２５名，连同非战斗人员等不足３０００人。
８月２日，第２０集团军发动全线攻城，激战至８月６日，炸开城墙，纷纷突入城内，却遭到日军的侧防火力点的猛烈射击，伤亡剧增，遂令入城各部就地构筑工事，挖掘交通壕，巩固既得阵地，以便逐步向前推进。日军守城兵力虽少，但防御工事极为隐蔽而且坚固，火网严密，所有街道都被侧方火力点所封锁，进攻部队多在越过街道或空地时突遭射击而伤亡倍增。第２０集团军针对日军的这种战法，采取逐屋、逐街进攻，先摧毁日军埋伏的侧防火力点，在炮火掩护下步步推进，攻占一处巩固一处，逐步“蚕食”。激战至１３日，日军联队长藏重康美及联队所有佐（校）级军官全被击毙，由太田正人大尉指挥联队残部１６００人继续抵抗。８月１５日、１９日、３１日，又发动３次攻击，经反复争夺、白刃肉搏，付出重大伤亡，于９月１４日完全克复腾冲，除生俘日军官３人、士兵５２人外，其余日军全被击毙。
本次战斗中第２０集团军伤亡官兵１万余人。腾冲光复后，在腾冲城外西南约１公里的小山冈上修建“国殇墓园”，内埋４８００余位阵亡将士的忠骸，并建立阵亡将士纪念碑，将此次战役中英勇牺牲的第２０集团军官兵和盟军官兵的姓名刻于碑上。另建忠烈祠，陈列记录作战照片和阵亡将士遗物。
（四） 围攻龙陵战斗
龙陵为滇西边陲重镇，东距惠通桥７７公里，西至畹町１１４公里，北到腾冲９８公里，南抵平戛１０１公里，滇缅公路由此经过，龙川江流经北郊，是通往八莫、腊戍的咽喉要地。它四周环山，中为盆地。日军侵占２年间，以龙陵为核心，以环山为依托，构筑了以据点群组成的防御体系。日军在此储存有数月的生活、作战物资，由第５６师团１１３联队的第３大队防守。远征军第２０集团军开始渡江进攻时，该大队被调至腾冲，龙陵仅有少数留守人员。远征军第１１集团军渡江进攻后，第５６师团急调刚转隶其序列的第２师团第２９联队的第２大队增援龙陵。至６月５日，远征军第７１军开始进攻龙陵外围阵地时，龙陵日军仅有１０００人左右。
６月１日至３日，右翼攻击军第７１军除以先头师新２８师主力进攻腊勐、松山外，军主力（第８７、第８８师及新２８师第８４团）即自毕（寨渡）龙（陵）道南侧地区向龙陵攻击前进。第８７师第２６０团于８日一举攻占大坝、镇安街，切断了松山日军的后路。第２５９团于９日攻占黄草坝后，即派１个加强营攻占龙川江上的腾龙桥，予以破坏，阻止腾冲的日军来援。第８８师第２６４团一部袭占放马桥，切断芒市至龙陵的交通；主力攻占南天门、双坡至长岭岗各据点。８日，第２６３团攻占勐连坡。１０日，第８８师主力克广林坡、老东坡、风吹坡、三官坡，第２６４团乘势突入城区。第８７师主力攻克文笔坡、老城、伏龙寺，围攻县政府。日军退守城内核心据点及西山坡、观音寺、文昌宫、东卡等据点。
此时，左翼攻击军第２军已由三江口渡过怒江，第７６师正对平戛日军进行围攻。第９师于９日攻克象达，即令第２２６团附第９师１个营围攻平戛，第７６师主力参加进攻龙陵的战斗，形势对第１１集团军极为有利，但集团军总司令宋希濂到达龙陵前线视察后，认为日军“工事坚固，决非步兵兵器所能摧毁，乃（且）因连日大雨，飞机既未输送弹药，又不能协力轰炸；兵站输力薄弱，亦不能及时追送粮弹”，〔２２〕因而没有令部队继续进攻；又因第２０集团军此时尚在江苴街、东固街一线以东、以北，尚未对腾冲构成严重威胁，日军第５６师团遂令在腾冲地区的第１１３联队迅速回援龙陵。该联队于６月１１日从腾冲出发，１３日在腾龙桥击退中国第８７师第２５９团１个加强营后渡至龙川江南岸，在日军第５６师团所派１个中队的接应下，１５日开始，由邦乃沿腾龙公路向已占领龙陵西北高地的第８７师发动猛攻。激战２日，第８７师“伤亡甚大，１６日黄昏被日军突破阵地左翼，冲入龙陵”。
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宋希濂恐日军集中兵力先行击破第７１军，“为谋整顿态势、先事站稳脚步，即令７１军除以一部固守现有阵地外，主力暂转移镇安街以西坌田坝、赵家寨、５４５０高地及红木树之线；第２军除以一部连系第７１军左翼，固守邦武山、象达各阵地外，主力暂位置于小黑山、大硝河各高地之线，一面向松山、平戛之敌严行肃清，然后再以２０集团军协力围攻龙陵”。〔２３〕
６月１７日、１８日，从芒市增援龙陵的日军永井支队（由师团参谋永井清雄指挥的第５３师团第１１９联队第１大队的２个中队）及山崎支队（由野炮兵第５６联队联队长山崎周一郎指挥的步兵、装甲车、野炮各１个中队），分别击退了第８８师第２６４团，重占放马桥；击退了第９师所部，重占象达。龙陵形势对远征军反而趋于不利。
日军增援部队到达龙陵后，第５６师团决定改取攻势，并将防守腾冲的第１４８联队的第３大队调至龙陵，令第１１３联队（步兵３个大队、装甲车１个中队）于６月２１日黄昏沿滇缅公路向黄草坝攻击；同时令第２师团第２９联队的第２大队（配属１个中队）于２１日夜突破长岭岗南侧远征军阵地，向蚌渺攻击。经过激烈的反复冲杀争夺，至２７日，日军不仅毫无进展，而且象达亦于２４日又为第９师夺回。
６月２８日，远征军第８军到达增援，以荣１师配属第７１军，转移攻势。第７１军以第８７、第８８师及荣１师、第７６师各１个团向龙陵外围日军发动进攻。战斗至７月６日，日军逐次退至龙陵城区及近郊，第７１军乘势将战线推进至龙陵附近。由于远征军极需整补，于是暂停攻击，形成对峙。
８月１０日，第１１集团军各部队基本上已整补完毕，遂于１４日发起进攻：以第７１军附新３９师进攻龙陵，以第２军进攻芒市。第７１军方面首先以炮兵进行７０分钟的炮火准备，尔后在１４架战斗机、２４架轰炸机直接支援下向当面日军发起猛攻。但日军工事坚固，火力猛烈，且多次实施反冲锋，致激战至夜仍无进展。１６日再次发起攻击，１７日终于攻占了三关坡据点。迄２０日，先后又攻占青山等据点。至此，龙陵外围各据点又为第７１军占领。日军困守西山坡、红土坡、伏龙寺、锅底塘坡及其以南高地待援；第２军进抵芒市东郊马鞍山至回旋山之线。
８月２６日，芒市的日军第５６师团又向龙陵增援反击，一部进攻象滚塘、放马桥，其主力进至龙陵西北侧的太脑子坡，与荣１师激战数日，终被击退。日军第３３军见其第５６师团进攻受挫，于８月３０日令第２师团参加龙陵解围作战，从公路东侧向龙陵东南高地进攻。激战至９月５日，日军第２师团在遭到惨重伤亡后进至桅杆坡，与困守龙陵的日军取得联系，并进行了一些补给。９月７日，第８军力克松山。１４日，第２０集团军克复腾冲，�