6月9日，日軍向馬麵關、橋頭陣地進行反攻，突破了第198師的陣地。第54軍得知這一信息，立即命令第36師主力向橋頭的日軍發起攻擊，把日軍擊退。不久，另一支增援部隊第11集團軍第2軍預備第2師也奉命趕到，使中國遠征軍的力量大增。
6月14日，中國遠征軍第198師、第36師、預備第2師密切配合，終於攻克了北齋公房這個日軍據點。
在高黎貢山，中國遠征軍經過一個多月的苦戰，至6月21日，北路第54軍殲滅日軍第56師團第148旅團1部，攻克茶房、馬麵關、北齋公房後，進占瓦甸。南路第53軍擊潰日軍第48旅團一部，攻克大塘子、南齋公房、江直街後，直接威脅滇西戰略要地滕衝。
至此，中國遠征軍2個集團軍16萬人，在衛立煌的指揮下，全部成功地渡過怒江天塹，在怒江西岸日軍林立的據點中奪占了眾多陣地，站穩了腳跟，挫敵鋒芒，取得了滇西反攻作戰的第一步勝利，完成了初期反攻任務，戰績震驚中外。
盟軍高度評價中國遠征軍的渡江作戰，他們認為，“中國軍隊強渡怒江出擊，是東南亞過去1周內盟軍作戰的重要新聞”。美國《時代》雜誌對遠征軍的抗戰事跡進行專題評論，封麵上刊登了衛立煌攜軍騎馬的照片，醒目的標題是“常勝將軍衛立煌”。
鬆山雄峙於怒江西岸，惠通橋以西的叢山中，滕衝與龍陵兩大據點之間，東距惠通橋20多公裏，西到龍陵50多公裏，南為陰登山，北為黃土坡，中間為鬆山主峰，是日軍在滇西的四大據點之一。鬆山周圍山勢綿亙，地形險峻，滇緬公路蜿蜒盤繞峽穀之中，被盟軍喻為“東方的直布羅陀”。鬆山據點自身堅固，與龍陵、滕衝互為犄角。
日軍第56師團第113旅團3000多人駐守鬆山，這些日本鬼子侵占鬆山2年多來，遍山修築工事，設置明碉暗堡，堡壘分設3層，上層用作觀察與射擊，中層用作寢室或射擊，下層用作掩體和存放彈藥的倉庫。日軍還配置了水電設施，頗有一夫當關、萬夫莫開之勢，是滇緬會戰中最難攻破的一個日軍據點。鬆山不克，遠征軍無法奪取龍陵，滇緬公路就無法暢通。
衛立煌看到，鬆山這個據點分隔了遠征軍左右2個集團軍之間的聯係，隻有奪取鬆山，才能掃除遠征軍繼續西進的障礙。因此，衛立煌對鬆山攻堅戰特別關心。
第20集團軍第8軍渡過怒江後，接替了新編第28師的作戰任務。7月下旬，第8軍在軍長何紹周的指揮下，連續五次向鬆山發起攻擊，攻克了鬆山的外圍工事，但是，當部隊攻至鬆山的核心工事附近時，受到日軍的堅決阻擊，遠征軍久攻不下。
遠征軍滇西反攻，第1塊“骨頭”就沒有啃下來，蔣介石極為不滿。蔣介石看到，滇西的日軍據點不拔除，滇緬公路就難以暢通，中國軍隊的補給就更困難了。為此，蔣介石不顧滇西戰場的情況，嚴厲命令第8軍必須於9月上旬收複鬆山，一旦貽誤戰機，第8軍軍長、師長、團長都將受到軍法處置。
衛立煌司令長官為奪取鬆山據點費盡心機，他親自到第8軍的指揮所，指揮將士們逼近日軍，采用坑道作業和連續炮擊相結合的戰術，攻克了鬆山。
在圍攻鬆山的重要時刻，第8軍軍長何紹周從馬上跌下來，被迫送到昆明治療。副軍長李彌接替軍長何紹周指揮。李彌是雲南滕衝人，1925年秋考入黃埔軍校第4期，畢業後先後擔任軍官教育團排長、第22軍第2團營長、第59師第350團團長、第5師副師長等職務，率部參加第1次長沙會戰和昆侖關會戰。1940年5月升任第8軍榮譽第1師師長。李彌同日軍作戰多年，對滇西的地形熟悉。
軍令是嚴厲的，軍令也能催人發奮。李彌總結兩個多月來未能攻克鬆山的經驗教訓，提出先集中炮火近距離猛烈轟擊日軍的堅固工事，再請美國空軍低空投彈相結合的辦法，摧毀日軍在鬆山山頂的堅固堡壘。
為了攻克鬆山這個日軍的堅固堡壘，工兵營官兵有勇有謀，在陣陣炮聲的掩護下，連續數天不停地在堅硬的山中進行挖壕作業，在鬆山頂峰日軍的工事下挖出了兩條地道，地道的盡頭挖成一個大炸藥室，把10噸梯恩梯炸藥放到日軍的據點下麵。為了不被日軍發覺，這個藥室垂直向上距日軍陣地約30米。
9月8日，離蔣介石規定的期間隻有2天了。
突然，鬆山上響起了一聲驚天動地的巨響，10噸烈性炸藥成功地爆炸了，鬆山的山頂被炸翻了。駐守鬆山的日軍第56師團第113旅團的官兵在不知不覺中，全部被殲滅了。打掃戰場時，遠征軍官兵發現，據點裏僅剩數十名日軍重傷員和20多名軍妓。
第8軍主力圍攻鬆山，血戰64天，終於用古老而有效的辦法，攻克了鬆山這座堅固的日軍據點，從而使滇西反攻這盤棋更加活躍了。日軍的廣播電台哀歎：鬆山守軍全部“玉碎”。中央社的電訊說：“今日上午4時，我軍將鬆山敵陣最後數處堅固工事摧毀，頑強抵抗之敵軍，至此全部與陣地同歸於盡。”
這是中國遠征軍在滇西反攻中攻克的第1個日軍的重要據點。在這場艱苦的持久反攻戰中，遠征軍為攻克日軍據點遭受重大傷亡，第8軍傷亡達6000多人，其中第1師第3團傷亡就有3000多人，部隊整編時，這個團僅存1連人。
戰後，雲南省政府在滇西的保山、昆明的圓通山上，建立了抗日陣亡將士紀念碑，以示昭念。
第8軍軍長何紹周傷好後，調任昆明警備司令部副總司令，在決定軍長人選時，何應欽曾經建議由中央軍校的一名軍官擔任軍長。軍政部長陳誠竭力向蔣介石推薦，李彌在鬆山戰鬥中戰功卓著，應該升任軍長。駐第8軍的美國顧問組組長也竭力推薦李彌，蔣介石終於任命李彌為第8軍軍長。
滕衝，舊稱滕越，位於滇西大盈江東岸，是三國時期被諸葛亮七擒七縱那位孟獲酋長的都城，也是古時南方絲綢之路上的一個重要集鎮。滕衝東接保山和下關，西麵過大盈江後，進入緬甸的八莫和密支那，南麵為大盈江的一條支流。滕衝四麵都是山嶺，城東是飛鳳山，城南是來鳳山，城西是寶鳳山，城北是高梁山，這些山嶺虎視全區，地勢險要，控製了滕衝城區穀地及滇緬公路。滕衝是滇緬公路上的一個要衝。
滕衝的城垣，下麵是巨石，上麵為巨磚砌成，抗力大。日軍侵占滕衝後，不僅把城區工事修得極為堅固，滕衝外圍各據點也修築了半永久性工事。在高黎貢山日軍的四大據點中，滕衝的防禦工事最為險要堅固。防守滕衝的日軍主要是擅長叢林作戰的第56師團第148旅團主力以及第18師團第114旅團一部，這些日軍彈藥儲備充足，防守工事堅固。
6月下旬，衛立煌得知，遠征軍向龍陵發起攻擊後，日軍就調滕衝的部分兵力前往增援龍陵，衛立煌認為，這是攻擊滕衝的有利時機，即電令第20集團軍兵分3路，向滕衝發起攻擊。衛立煌提出，攻擊部隊應以部分兵力從左翼迂回，奇襲滕衝，這樣，可以避開日軍構築的堅固工事，減少部隊傷亡，加快進攻速度。
6月25日，第20集團軍所屬第54軍從龍川江西岸向滕衝推進，第53軍從清水河南岸向滕衝推進。
6月26日，第36師的先頭部隊越過老祖墳，迅速向南推進。預備第2師到達那寨、寶華寺一線。
6月29日，第20集團軍各部隊先後迫近滕衝外圍的日軍據點，立即進行攻擊前的準備工作。
7月2日，第20集團軍以左翼為重點攻擊方向，向滕衝的日軍外圍據點發起攻擊。盟軍的飛機猛烈轟炸滕衝四周的日軍工事，遠征軍炮兵頻繁進行炮擊。經過20多天的激戰，第20集團軍各部先後攻克了寶鳳山、飛鳳山，但是，來鳳山的日軍依托堅固工事，頑強死守。遠征軍使用火焰噴射器噴射日軍據點，把據點內的大部分日軍燒死，終於占領了來鳳山，奪取了滕衝外圍的全部據點。火焰噴射器是當時的先進武器，在崇山峻嶺作戰，對堅固工事和洞穴內的敵軍作戰效果很好。日軍遭到打擊後，被迫退入滕衝城內，固守待援。
8月2日，第36師攻城戰鬥開始了。
美國空軍的1架架轟炸機從山林中飛過，炸彈接二連三地落在日軍的據點裏，在滕衝的城牆上先後炸開了13處缺口，日軍第148旅團的旅團長藏重康美大佐也被炸死了。
炮兵開始發威了，炮彈雨點般地傾瀉下來，滕衝城內，到處是爆炸聲，山川震眩，聲動江河。日軍的工事在炮彈的爆炸聲中倒塌了，日軍官兵成了異國之鬼。
在一陣陣響亮的號聲中，攻擊部隊向日軍發起了衝擊。經過兩天激戰，遠征軍將土奪占了日軍的7個堡壘。日軍遭到重大損失，仍然頑強固守。接連10多天，第2集團軍一麵抓緊進行攻城準備，一麵要求美國空軍不停地對滕衝進行轟炸。
這是一場真正的惡戰，遠征軍將士每天都傷亡四五百人，戰場慘不忍睹。
8月15日，第20集團軍各部隊向滕衝發起總攻。經過6天的激戰，滕衝堅固的城垣終於被遠征軍將士突破了。第36師、第198師、第116師的官兵先後突入城內。但是，日軍憑借滕衝城區的核心工事，繼續抵抗。遠征軍將士每奪占一條街巷，都要付出代價。
滕衝城內的戰鬥持續了近1個月，這是異常艱苦的城市攻堅戰。
蔣介石始終關注滕衝攻堅戰。蔣介石電令攻城部隊：“滕衝必須在9月18日國恥紀念日之前奪回。”
9月14日，第20集團軍的官兵再次發起猛攻。駐守滕衝的日軍太田大佐感到末日要來臨了，向軍司令官和師團長發出了臨死前的哀鳴訣別電，命令士兵燒毀日軍軍旗和密碼本，砸毀了無線電報機，作垂死抗爭。遠征軍將士攻城不止，終於攻克滕衝，全殲第148旅團殘部。日軍代理旅團長和部分官兵彈盡糧絕，孤立無援，在絕望中先後自殺了。日本人所著《大東亞戰爭全史》記述侵占滕衝的日軍覆滅時，說：“……隻有一隻眼，一隻手和一條腿的官兵，那種悲壯的情景宛如阿修羅場，足以泣鬼神”。
滕衝攻堅戰，中國遠征軍經過2個多月的苦戰，終於拔除了滇西這個日軍堅固據點。
滕衝攻堅戰，是滇西反攻戰役中帶有決定意義的一次戰鬥.對於徹底殲滅滇西境內的日軍，打通滇緬公路，具有重要作用。中央社報道：“滇西重鎮之滕衝，14日上午10時，已為我軍完全收複。在此次攻城戰鬥中，敵軍第56師團之148旅團長重鬆大佐於滕衝為我擊斃，寇軍3000餘人全部就殲”。
9月23日，第76師收複滇西日軍的另一重要據點平冥，入侵滇西的殘餘日軍向龍陵收縮，固守龍陵。
龍陵位於中緬邊境城鎮畹町的東北，滕衝的東麵，是滇緬公路上的一個要點，也是日軍滇西防禦體係中的四大據點之一。滇西日軍把主力部隊部署在龍陵。
第11集團軍根據衛立煌的命令，確定第71軍為右翼攻擊軍，第2軍為左翼攻擊軍，各部隊在5月30日前完成攻擊準備。其作戰方針是：“集團軍為攻略龍陵、芒市，決以主力由惠仁橋、迄七道河間地區各渡口，渡過怒江，重點置於右翼，向龍陵、芒市包圍攻擊”。
駐守龍陵的日軍是第56師團主力。日軍侵占龍陵2年多來，在龍陵周圍的鬆山、陰登山、大地口、滾龍坡等地修築了多處據點，每個據點都用大圓木、鋼板等構築工事，形成據點群，據點中儲備了大量的糧食和彈藥，做好了長時間獨立作戰的準備。這些據點群中，以滇緬公路上的鬆山和鎮芒公路上的平易最為堅固。日軍把第113旅團的主力部署在鬆山、龍陵之間地域，把第146旅團部署在平芒市之間地域。從兵力和工事上看，日軍都做好了長期堅守龍陵的準備。