但也正因為荷蘭迪亞在美軍戰鬥機的作戰半徑之外，日軍認為麥克阿瑟短期內不可能對其發起進攻，因而隻在此部署了極少的防守部隊，其餘皆為作戰能力極弱的後勤人員。這就為盟軍迅速占領該戰略要地創造了條件。
3月30日，駐守賽多爾的美第五航空隊屬下的遠程轟炸機向新幾內亞沿岸的日軍基地發動了猛烈空襲，荷蘭迪亞的日軍機場也遭到反複轟炸，約400架日軍飛機被擊毀在機場的跑道上。
這次轟炸行動一直持續至4月19日。由於盟軍在轟炸過程中有意加強對威瓦克和漢薩灣的攻擊，因此，日軍一直相信盟軍將在此地域發動攻擊。
此外，馬丹東麵的澳大利亞軍隊也於4月1日恢複西進攻勢，這一行動不僅牢牢牽住了日第十八集團軍主力，而且還迫使日軍從荷蘭迪亞方向抽調部分力量東援，從而使盟軍預定登陸地域的日軍防禦更加薄弱。
為了避免艦隊行駛過程中被日軍空中偵察識破作戰企圖，麥克阿瑟將特混艦隊集中在阿德默勒爾蒂群島的北部，並向西北方向行駛。雖然這條航線比直接航向荷蘭迪亞的航線遠160海裏左右，但卻能達成突然性。
4月21日，當這支龐大艦隊行駛到預定水域後，突然折而向南，迅速駛近荷屬新幾內亞海岸。隨後，在艾塔佩登陸的編隊從大艦隊中分出，轉向左舷，直駛艾塔佩，主力則繼續向荷蘭迪亞海岸進發。
次日晨4時，主力艦隊一分為二，一部轉向右舷，迅速向荷蘭迪亞西北部16海裏的塔拉梅拉灣駛去，餘部直駛荷蘭迪亞左側的亨博爾特灣。
4月22日晨6時許，麥克阿瑟的艦隊出現在荷蘭迪亞海麵，在艦炮的怒吼聲中，一隊隊登陸艇衝破晨霧向海岸發起衝擊。
美軍第四十一和第二十四師分別在荷蘭迪亞東西兩邊相距40千米的亨博爾特和塔拉梅拉灣登陸。與此同時，在肯尼的第五航空隊遠程作戰飛機的支援下，美軍兩個團在艾塔佩登陸。
在整個作戰過程中，金凱德的第七艦隊和第七兩棲編隊同時支援荷蘭迪亞和艾塔佩的作戰行動。
在艾塔佩，登陸後的美軍作戰部隊向守島日軍發起迅猛攻擊的同時，美軍工程部隊迅速在島上修建了一個野戰機場。經過兩天苦戰，4月24日，美軍攻占全島。
當26日尼米茲的航空母艦撤出戰鬥時，艾塔佩起飛的陸基戰鬥機已能向荷蘭迪亞地區作戰的盟軍提供有效的空中支援和掩護。此戰，美軍有450人陣亡，2500人受傷；日軍約亡9000人。
在荷蘭迪亞，雖然盟軍登陸規模遠大於艾塔佩，但由於達成了進攻的突然性，戰鬥發展較為順利。美軍登陸後，不僅沒有遇到日軍的炮火和自殺性的反衝擊，相反，出現在他們眼前的是守軍潰逃後的一片狼藉。
在海灘上，武器和各種各樣的個人用品到處可見，甚至還能看到大米在鍋裏沸騰的景象。盟軍在各個據點上都僅遇到象征性的抵抗，其時也很少見到日本空軍和海軍的襲擊，致使尼米茲派來支援作戰的第五十八航空母艦特混編隊未充分發揮其作用。
4月27日，同在荷蘭迪亞東西兩側登陸的美軍會合，荷蘭迪亞之戰隨之結束。此役美軍僅亡100人，傷1000人；日軍亡5000人，另外約有5000人逃匿到內陸叢林地區。
荷蘭迪亞之戰是盟軍在太平洋戰場上進行的最成功的戰例之一。由於盟軍海、陸、空三軍計劃周密，協同得力，達到了出其不意、攻其不備的效果，從而以較小的代價圓滿地完成了預定的戰役目標。
此戰的勝利，使安達的日第十八集團軍主力陷入了盟軍的包圍之中。其東麵是澳大利亞軍和美軍，西麵補給線則被荷蘭迪亞和艾塔佩登陸的美軍切斷，北麵是盟軍海軍控製的海麵，南麵是無法逾越的叢林山地，而盟軍的空軍則牢牢地掌握著整個新幾內亞島的製空權。日第十八集團軍已名副其實地成了甕中之鱉。
荷蘭迪亞的迅速勝利，更進一步增強了麥克阿瑟盡快結束新幾內亞戰役的決心。
4月27日，他向美國陸軍部報告了擬於5月中旬攻擊瓦克德島的作戰計劃。此舉旨在得到更多的機場，以便空軍部隊向西轉移。該島位於荷蘭迪亞以西220千米處，已被日軍建設成為重要的地麵和空中戰略基地。那裏不僅有良好的機場，而且有許多倉庫和宿營地。
5月17日，麥克阿瑟派出的兩支戰鬥群分別在馬勞灣和瓦克德上陸。進攻馬勞灣一帶陸上簡易機場的是美第一六三團組成的“旋風特遣部隊”。
由於日軍的防守力量較弱，因此兩支美軍都順利地完成了所受領的任務。