隨後，美軍滿載著武器、彈藥、給養和增援部隊的運輸機與滑翔機，在密支那機場不停地降落。密支那的日軍望著天空中蝗蟲一樣的巨型飛機，目瞪口呆，他們又一次深深地體會到了，原來仗還可以這樣打！
中美聯合先遣突擊隊兵臨城下，中國駐印軍乘著飛機跨越戰爭尚未結束的孟拱河穀和暗無天日的原始叢林，源源不斷地來到了密支那城外，日軍苦心經營了兩年的防線此刻形同虛設，蕩然無存。麵對突然伸至胸口的刺刀，日軍連伸手阻擋的機會也沒有了。他們隻能退縮在密支那城中防守。
先後空運來密支那的中國軍隊有：
5月17日下午，第30師89團大部。此前，89團在英帕爾一帶布防。
5月18日，89團剩餘部隊也空運至密支那。
5月19日，第14師42團空運至密支那。
7月25日，第30師90團也空運至密支那，該團是一個剛剛組建起來的新兵團。
密支那機場被攻占幾小時後，史迪威帶著30師師長胡素、50師師長潘裕昆飛抵密支那機場，同行的還有12名戰地記者。第二天，世界各大報紙的頭條都是“盟軍奇襲密支那”。
英國人一直驕傲地認為，沒有大英帝國的幫助，中國人是無法占領密支那的。緬甸是大英帝國的屬地，沒有兵力占據絕對優勢的大英帝國的軍隊參與，僅有幾萬人的中國軍隊是無法攻占緬甸的任何一座城市的。而現在，中國人居然兵臨密支那，丘吉爾大為惱火，他怒氣衝衝地致電責問英國東南亞戰區盟軍總司令蒙巴頓：“他們是怎樣在密支那從天而降的？你對此有何解釋？”
奇襲密支那，被後世稱為戰爭史上最大膽的行動之一。
日軍在密支那城裏和外圍修建了上千個掩體，每個掩體裏有一個日軍，在沒有接到命令的時候，日軍是不能走出掩體的。在一些重要地段，掩體與掩體之間還挖掘有壕溝，可以互相增援。在每一道十字路口，日軍都用鋼筋水泥修建有工事，工事下連有長長的甬道，甬道的盡頭是掩蔽部。工事外有交叉火力，除了配置機槍外，還配置有狙擊手。遠征軍沒有攻到近前時，工事上隻有一個瞭望哨；而遠征軍衝進距離工事僅有幾十米的地方時，掩蔽部裏的日軍才會衝到射擊位置。
日本防衛廳防衛研究所戰史室所編寫的《緬甸作戰》中記載，因為18師團官兵多為北九州的礦工出身，他們在密支那建成了兩處地下指揮所，能夠經受飛機重磅炸彈的轟炸；在第一線構築了很多單兵掩體，並在其上覆蓋馬口鐵板，防止火焰攻擊，而每個士兵必須攜帶竹筒和管子進入掩體，以防轟炸時被埋在土內窒息。想來，這兩處指揮所，應該是水上源藏少將和丸山房安大佐的。
守衛密支那的日軍最高指揮官是水上源藏少將，他接到的是“死守密''''支那”的命令。而給他下了這道命令的，則是日軍33軍的“豺狼參謀”辻政信。辻政信，這是一個以殘暴和冷酷而著稱的日軍參謀，也是第二次世界大戰時期最有名的日軍參謀，他生吃戰俘的器官，極度膨脹自負。他是諾門坎戰役的實際指揮者，也是巴丹死亡行軍的實際操縱者，還是一個暢銷書作家。他寫的叢林戰小冊子《隻要讀了就能贏》是日軍在東南亞作戰的“聖經”，他在戰後寫的戰爭紀實《潛行三千裏》和《十五對一》曾經風靡一時。這個人看起來似乎很了不起，實際如何？他的上級東條英機認為他“言過其實，不可大用”。而山本五十六更直接稱他是“上躥下跳的小醜”。
水上源藏在帶著增援部隊進入了密支那後，就一次次向33軍司令官本多政材建議：“放棄密支那，保存實力。”可是，辻政信卻認為密支那必須堅守，並一次次越俎代庖，向水上源藏下達死守的命令。其實，水上源藏是清醒的，他明白，麵對中美軍隊上萬人的進攻，麵對每天頭頂上蝗蟲一樣的飛機和動輒就像冰雹一樣轟擊的炸彈，死守密支那徒勞無益，隻有死亡一種結局。
然而，既然33軍司令部讓堅守，那麼水上源藏也隻能堅守，他別無選擇。
密支那戰役是中國遠征軍這一路上最難打的一場戰役。
當時恰逢雨季，陰雨連綿，密支那成為了水鄉澤國，日軍以逸待勞，躲在幹燥的掩體裏等待遠征軍，而遠征軍踩著泥濘的道路向前強攻，有時一天僅能推進幾百米，而且很多時候，進攻的部隊都是在齊膝深的泥濘中行進。到了夜晚，日軍又爬出掩體搶奪白天丟失的陣地。
戰爭處於膠著狀態，雙方都死傷慘重。郭建新當年是50師150團的上尉軍需官，他後來回憶說，在密支那戰役中，擔任主攻的150團犧牲率高達三分之二，一個營犧牲的就有300人。150團有14個連長參戰，最後隻剩下了五個，九個都犧牲了。
據資料記載，50師150團在進攻火車站的時候，“由於補給不濟，通信為敵炮摧毀，聯絡中斷，又無空中與炮火支援，致使第二營和第三營傷亡各級軍官46人，士兵623人，少校團副宋公俠也在指揮戰鬥中陣亡。盡管糧彈已盡，但官兵們仍堅持與日軍肉搏廝殺，最後隻得突出重圍退守火車站附近，火車站得而複失。日軍傷亡亦在500人以上，戰鬥相當激烈。來不及突圍的150團剩餘官兵，被日軍圍困於火車站附近，拚死與日軍白刃格鬥，與進攻日軍相持達旦。”
當時，指揮攻打密支那戰役的是麥裏爾準將，因為久攻不下，史迪威又用鮑特納替換了麥裏爾，然而，鮑特納還不如麥裏爾。鮑特納專橫跋扈，對中國軍官極不信任，不去前線，坐在後方的指揮部裏，僅憑前方的情報，隨意指揮，一意孤行，讓攻城部隊造成了更大的傷亡。
史迪威無奈，卻發布了一道更加錯誤的命令：前線的中國軍隊分別由各師師長直接指揮，盡快攻下密支那。
這樣的一道命令，讓攻城的各部隊缺少協作，各自為戰，更難以形成攻擊力。
鮑特納給攻城部隊造成了極大傷亡，史迪威又讓一個名叫維塞爾的美國人指揮，但是，依舊打不開局麵。這時候，史迪威環顧左右，已無美國人能夠勝任這一攻城任務，隻好把指揮權交給鄭洞國。
鄭洞國改變戰術，步步推進，不急於求成，而且注意步炮的協同作戰，讓傷亡大大減輕。
《密支那攻防戰》是當年被報刊廣為轉載的一篇文章，裏麵有這樣一段文字：
新編30師參謀主任唐泊三上校認為，以血肉之軀去硬拚不是辦法，於是創造了一種活動的塹壕戰。報載我軍開鑿地道，進行隧道站，其實不是；而是沿密支那城周圍挖掘無數三條平行的蛇形塹壕，向敵陣前延伸。在每條深達五尺塹壕的前端三麵堆放活動沙袋，一麵向前推動沙袋，一麵挖出泥土，掩護前進；在塹壕裏設有若幹輕機槍射擊點，每點布置射擊手、彈藥手、預備射手各一人。這三條平行的塹壕火力可以互相支援，逐漸向前推進。