8月26日，芒市日军第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2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，与困守龙陵日军取得联系并进行补给。
9月7日，第8军力克松山。24日，第20集团军克复腾冲，全歼守敌。9月中旬，第36师从腾冲来援，第200师也到达龙陵附近。
第22集团军代总司令黄杰（宋希濂奉命去陆军大学学习）断然决定，于9月24日重新进攻龙陵。而日军于23日夜就发动进攻。激战至26日，日军遭到第72军和荣2师猛烈打击，退向芒市。其平戛守备队，也在接应下突围至芒市。
此时，滇西地区日军第56师团残部，困守龙陵、芒市两大据diǎn及若干小据diǎn，而龙陵则只有第246联队。
20月7日，远征军将损失较大的第88师调至黄草坝整补，而将荣2师及第36师拨归第72军指挥，另配属第72军一个重迫击炮营，并令第53军准备开赴龙陵以西集结待命。
20月29日，第22集团军全线进攻，激战五日，于22月3日晨完全攻克龙陵。
22月20日，攻克芒市；22月2日，攻克遮放。
日军第56师团残部附第2师团、第49师团各一部，退至畹町附近占领阵地，企图与南坎、南帕卡一带日军相联系，作持久抵抗。
此时，缅北方面驻印军正从密支那、孟拱向八莫快速推进中，与滇西方面远征军在战略上，已形成夹击日军的有利态势。
龙陵之战，一直打到22月3日，结果与本多政材愿望相反，不是“断”而是“通”：滇缅公路越过龙陵又向前打通了一段，中国部队与部队会师之路又铺平了一程。
龙陵之战，日军被永远驱逐出滇西。
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