日本中国派遣军在1945年1月下旬确定发起对芷江的进攻时,战略目标在摧毁中美空军基地,并准备下一步对四川的进攻。但4月1日美军在冲绳岛登陆后,日本大本营命令驻湘桂铁路沿线的第十一军往华北集结,这样在华日军对四川的进攻已完全不可能。但日军仍欲进攻芷江摧毁中美空军基地,于是发起了对中国军队的最后一次攻势——湘西会战^[1]。担任这次进攻任务的是驻扎在湖南的日军第二十军。第二十军辖五个师团,由于豫湘桂战役后日军战线拉长,防区扩大,先期投入攻势作战的主要是第一一六师团和两个支队(共有两个联队又三个大队)。
        防守湖南西部地区的是编入中国陆军总部的第四方面军及第三方面军。中国军队在3月即发现日军调动迹象,判断日军“有抽集三个师团以上兵力,分路会犯我芷江要地,以排除其大陆交通线及空中威胁之企图”^[2]。4月14日,日军发动进攻前夕,中国陆军总司令何应钦根据蒋介石的部署拟定作战计划,决定以第四方面军主力于武冈、新化附近一线与敌决战,第三方面军阻击黔桂路及桂穗路之敌,策应第三方面军,并以新六军为总预备队置于芷江^[3]。
        4月15日,日军第一一六师团由邵阳方面分几路全面西犯。日军中央纵队从邵阳向小塘攻击前进,未遇激烈抵抗于18日占领岩口,22日进抵山门时遇中国守军顽强抵抗,成僵持局面,随后中央纵队一部继续西进,至雪峰山东麓半江峰地区遭中国军队抗击。日军右纵队由邵阳西北突进,与中国军队激战三昼夜,占领隆回司,4月下旬进至大黄沙、放洞附近遇中国军队有力阻击。日军左纵队西犯后于18日占领桃花坪,随后在洞口遭中国军队顽强抵抗,进攻受挫。中、美空军在日军开始进攻后,也从4月23日起,对日军地面部队进行打击,致使日军伤亡增大,白昼活动受到极大限制。
        在日军第一一六师团由邵阳大举西犯的同时,其关根支队和重广支队也分别从南、北两翼开始攻势。关根支队由东安向新宁发起进攻,17日攻占新宁。随后日军分兵两路向武冈和武阳推进。中国军队沿途阻击,与敌展开激战,日军进攻受阻。重广支队于4月15日西渡资水进犯,中国军队在新化以南进行阻击,予敌以重大杀伤。
        4月下旬,当日军进攻受阻,中日双方处于相持状态下,中国军队开始部署反攻。4月26日,何应钦下令第九十四军归第二十七集团军指挥,向日军进攻南翼武冈地区进击,参加决战^[4]。5月1日,第九十四军攻克武阳,日军残部纷纷后逃,南翼被中国军队突破。北翼重广支队在中国军队攻击之下,也于5月上旬后撤。日军南、北两翼均已败退。日军中路第一一六师团虽仍向当面中国军队阵地猛攻,但在守军坚强抵抗下毫无进展。
        5月4日,何应钦下达攻击命令,目标为“击灭进犯之敌,恢复我资水西岸之原阵地,并相机攻略宝庆(邵阳)”,要求“各部队应密切协同,全军一齐猛烈进攻,如敌动摇,应不分昼夜,与敌保持接触。并应以钻隙、迂回、超越、追击诸法,分别截断包围退却之敌而歼灭之”^[5]。几乎与此同时,日军在久攻受阻并获悉美式装备的新六军已空运至芷江后,开始改变原定以芷江为目标的进攻计划。5月4日,第二十军给第一一六师团下达命令,决定避免与中国军队决战,应适时脱离战线,向山门、洞口一带后转。5月9日,中国派遣军也下达了终止芷江作战适时回到原来态势的命令^[6]。
        中国军队各部根据攻击命令,分别调整部署,转入攻势位置。南、北两翼则继续已开始之进攻。5月9日,中国军队开始全线反攻。“霎时湘西战场杀声震天,爆声四起,硝烟蔽空,我陆军健儿,个个英勇争先,敌军为之胆寒,被迫步步退缩”^[7]。在中国军队奋勇攻击之下,日军各部被分隔切断,陷入困境。日军战史记载,被围攻的日军“陷入苦战。部队因缺乏弹药,只好进行白刃战,粮食也已吃完,只能以杂草和水充饥。连日激战,损失极大,战力显著减退”^[8]。5月12日后,日军后续部队第四十七师团投入战场,但未能改变整个战役已有态势。日军在中国军队猛烈进攻下,节节败退。中国军队乘胜收复失地。至6月7日会战结束,日军退至原防线,双方恢复战前态势。据中国第四方面军统计,整个战役,毙伤日本军队近3万人,己方伤亡1.8万余人^[9]。
        日军发动对湘西的进攻,旨在打击芷江空军基地,但在中国军队的坚强抵抗下攻势受挫,随后又在中国军队的反攻下狼狈溃逃。侵华日军对正面战场的最后一次攻势以失败告终,也宣告日军在中国战场上已处于强弩之末的被动局面。