25日下达命令，定于27日开始向畹町攻击。
作战部署是：以主力保持于左翼，将日军压迫包围于畹町盆地内予以歼灭；令第53军为右翼军，27日8时开始行动，推进至日岗、景坎、遮勒附近，阻止勐卯日军向畹町增援，尔后渡龙川江进出至畹町以南龙卡附近，截断滇缅公路；令第6军为中央军，第2军为左翼军，分别展开于帕赖至拱撒和谢连至猛古街之线，28日9时开始向畹町进攻；第71军为总预备队，位于小街、石门坎间。
第11集团军第一线各部队分别于27日、28日开始攻击。日军依托工事拼死顽抗。战至1945年1月1日，第53军进至龙川江北岸的两渡口、户闷，第6军进至蛮蚌及回龙山北麓，第2军进至戛中南山、蛮帕冷山东麓及黑猛龙。
集团军为尽快攻占畹町，又将第71军第87师配属第2军。1月2日起，第53军连克岗垒、勐卯，于4日攻占大青山。日军数百人乘汽车从南坎来援，迄7日仍在激战中。
当大青山方面激战时，第6军和左翼第2军也分途向西猛进。第2军第9师于3日进抵畹町河上游后，于4日占蛮棒，与日军激战；第76师于5日克拱尾寨，7日占领洪屋梁子及卡拿以东高地。第6军200师进攻回龙山，激战四日，陷于胶着；预2师于2日攻占大黑山后，日军连续反击，得而复失。
8日，第11集团军调整部署，由第71军（欠87师）接替第200师继续攻击回龙山。激战至10日，第88师终于占领回龙山。此时，左翼第2军第9师也乘势攻占了信结以南和蛮结梁子以北高地。11日，预2师再度夺回大黑山，向金瓜山、牛角山进攻。
中队已逼近畹町。日军为挽回颓势，实施全面反击未能得逞。
黄杰判断日军连日反击受挫，其力已竭可能退却，即于14日加速进攻：令第53军迅速攻破大青山之敌，遮断畹町日军退路；第2军向老街攻击；第71军向畹町攻击；第6军固守现阵地。
17日，第2军第9师攻占老街。19日攻占九谷，袭占新街。其余各部队也分别攻占了畹町周围的金瓜山、牛角山、大黑山、象鼻坡等要点。预2师于20日攻占黑山门及其西侧高地。据守畹町日军残部向西南溃退而去。
14日，第53军在大青山击破日军第2师团第4联队后，即向畹町以南及芒友以北的南托、龙卡追击，切断了滇缅公路，阻击日军向南帕卡方面退却。
第11集团军各军分途越境追击。27日与驻印军会师芒友，中印公路完全打通，滚弄方面也已被新33师占领。至此，滇西反攻作战结束。
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