从1945年4月9日开始，6月2日结束，历时55天。主要战场绵亘洞庭湖22西南，包括常德、益阳、湘潭、邵阳、零陵、东安、新宁、武冈、洪江、芷江、辰溪、溆浦、沅陵、安化等地区。共毙伤敌人28174人，俘敌247人。这是一次胜利会战。其取胜的原因既有客观因素也有主观因素
湘西地形对中国国民革命军有利，对日军不利。其境内雪峰山、武陵山南北纵列，山脉相连，高峻陡峭，难以逾越，“愈向西进，山势愈险愈高，正是孙武所说的‘死地’”，资、沅、澧诸水交错东流，水深谷险，道路狭窄，汽车牵引的重炮不易运转，只能以轻武器从平川往高处仰攻。中国守军则居高临下，从山麓到山顶利用险峻地形，构筑层层阵地。山下系水田，日军很少有可利用的地形，只能沿公路大道徐徐前进，公路两侧有我伏兵层层阻击，给敌以重创。
双方军事力量的对比是国军强日军弱。由于美国以现代化武器援助中国，中国国民革命军此次战役的武器装备，无论是陆军火力还是空军火力均超过日军。特别是日军丧失制空权，战斗力因而减弱，不能攻破国军之重要据点，这是克敌制胜的关键。中国空军以驻湘西、滇东、川东的芷江、陆良、梁山(今梁平)等地之第一、第二、第三大队各一部，联合美国空军频繁出动，仅第5大队即出动飞机940架次。由于中美空军掌握了制空权，紧密配合陆军突击日军，使敌伤亡惨重。同时，广泛袭击日军汉口、岳阳、湘乡、邵阳、衡阳、零陵等地空军基地、仓库及重要交通线，部分瘫痪了日军的运输补给。另外，国民党有雄厚的后备兵团作为后盾，而日军是孤军深入，无后备兵力。故虽然日军来势凶猛、行动快速、分进合击，但因日军不顾前后之联络，冒险急进，而遭中国国民革命军守军各方面之打击。正如服部卓四郎所说的：“因敌军在优势的美国空军配合下，不断空运地面部队增援战场，顽强抵抗，我军损伤续增，总司令官终于5月9日下令停止进攻。”