9月，宋希濂被免除第11集团军司令之职，代总司令黄杰接下龙陵战役的指挥权。

从6月16日夜起，驻守在龙陵县城附近各据点中的5000多名日军经常在坦克的掩护下，沿滇缅公路两侧向远征军发起突袭，双方伤亡都十分惨重。7月13日，第71军又集结了87师、88师、荣誉1师、新28师、新39师五个师的30000兵力，从东、北、南三面向龙陵县城一带的日军据点发起第二次围攻，再度占领了赧场、长岭岗、猛岭坡、广林坡、三关坡等日军阵地，控制了龙陵至芒市、腾冲的公路。但因松山尚未克复，各类军需物资无法通过滇缅公路运抵军中，造成围攻龙陵的部队给养困难，且日军为了尽快打通芒市至龙陵的公路，向龙陵增派了第56师团、第2师团主力15000多人，向远征军发动了疯狂反扑，在敌人炮火的猛烈攻击下，驻守龙陵城外的新39师所剩官兵不到百人，新37师也遭受重创，其死守阵地的117团3营将士全部殉国，不少阵地重新陷落敌手。因将士伤亡惨重，远征军只得于9月10日再度退回到龙陵城北近10公里的赧场一带堵击，第二次进击龙陵宣告失败。

9月中旬，中国远征军围攻松山、腾冲的战斗都取得了全面胜利，左、右两翼主力部队相继汇聚龙陵，时逢第11集团军总司令宋希濂将军调任重庆，由副总司令黄杰将军代理其职务，远征军对围攻龙陵的战略进行了调整，一面进袭龙陵至芒市之间的交通阵地防止敌兵增援，一面集中了10个师的强大兵力，于10月29日向龙陵城区发动了第三次总攻。经过为期5天的激烈战斗，终于在11月3日将据守龙陵的日军大部歼灭，夺回了龙陵这个至关重要的战略要塞。紧接其后，远征军派出第88师沿途追剿向芒市方向逃窜的残敌，连续攻克团坡、张金坡、南天门、放马桥一线的日军阵地，到了11月11日，龙陵全境均回到了中国人民手中。

穷追日寇　势如破竹

“三攻龙陵”战役，系整个滇西反攻战中规模最大、耗时最长的要塞争夺战。在长达4个多月的战斗中，中国远征军先后投入了11.5万人兵力，经过三次拉锯争夺，历经大小战斗数百次，共歼灭日军10640人(除400余名残敌突围后溃逃芒市外，其余被全歼)，而中国远征军为此付出的伤亡代价则为29803人。龙陵战役是滇西反攻作战中，耗时最长，牺牲最大的攻坚战，但也是歼灭日军最多的战役。

克复龙陵后，日军赖以盘踞滇西的强固阵地均被扫除，日本侵略者被驱赶到了芒市一线(今德宏州境内)的一马平川之地，自此再无险可守。