1945年4月，日本本土已遭到盟軍飛機轟炸，但日軍仍然囂張掙扎，日軍本部制定“本土決戰”計劃，抽調5個師團3個外加獨立旅團約8萬人，由第20軍司令官板西一良中將指揮下，妄圖翻越雪峰山脈天險，佔領芷江飛機場。發動了芷江作戰，中方稱湘西會戰、雪峰山戰役。中國方面，何應欽為總指揮，集結23個師總兵力20餘萬人迎敵，這場戰役是中國戰場的抗日最後一次進攻作戰。
此次會戰，國民黨政府表示，“絕對不像過去一樣，使日軍有所幸獲。”一再向官兵強調，這一仗只能打勝，不能打敗。為了打好這一仗，國民黨政府集結優勢兵力和裝備使用於該戰區，全副美械裝備精銳的新6軍參戰。
龍潭是雪峰山通向長沙最近的古驛路口，首先受到日軍15000人兵力的正面進攻，日軍除燒民房，燒祠堂，砸神龕，摧毀一切中國文化。還對龍潭婦女實施強姦，包括年過七十的老嫗和幼女，427名受辱婦女有32人被強姦致死。村民吳文東被活剝皮，韓修承被日軍割開喉管吸血充飢，婦女吳文秀被綁在樹上，用刺刀劃開額皮遮住雙眼，潑上煤油燒死。中國軍隊在龍潭激戰死守28天，與日軍絞殺在一起的兩個中國連隊，寧願被自己的戰機轟炸，也要與日寇同歸於盡。龍潭戰役殲敵2000餘人，700將士壯烈殉國。龍潭戰役是整個湘西會戰中最漂亮的殲滅戰，龍潭的鷹形山被命名為英雄山。
第100軍主力在放洞地區包圍攻擊，給日軍以重創，傷亡嚴重，其殘部700餘人向東南突圍至白馬山附近，被守軍圍殲一部，殘部400餘人也全部被殲。第94軍由長子向東北攻擊，克武陽後，與日軍增援部隊激戰，日軍抵擋不住，向武岡、花園市撤退，被守軍截擊和圍殲，該路日軍也全部被殲。日軍3000餘人向新寧進攻，被守軍所阻。向武岡進擊的第26軍一部，與守城部隊夾擊日軍，日軍付出重大傷亡後向東北潰退，遂解武岡之圍。守軍集中全力向東追擊。
4月28日，中路突破的日軍116師團遭中國軍隊包圍，他們緊急向47師團求援。增援的日軍遭受到73軍火力招呼，也傷亡慘重。4月30日，73軍韓軍長命令反守為攻，日軍47師團在73軍的狙擊下完敗。
5月1日，日軍集中所有火力進攻武岡西門。王耀武命令武陽的44師一部立即增援。日軍突遭44師襲擊措手不及。武岡守軍也全部出城夾攻日軍。武岡之戰，中國軍隊一個營的兵力與擁有坦克重炮的10倍之敵，血戰七天七夜，力保千年古城武岡不失，創造抗戰歷史上的一個鼓舞士氣的勝利。
5月2日，第5師主力強攻日軍馬鞍山主陣地，日軍抵擋不住進攻紛紛向核心陣地退卻。第44師將日軍壓縮至數里的區域內。5月3日，國軍二師發動總攻，日軍58旅團拼死抵抗。國軍衝入指揮部當場打死200多名各級軍官，旅團指揮全然癱瘓。國軍趁機強攻，日軍整個旅團全線崩潰。5月6日，蔣介石二次下令何應欽開始總攻。
5月10日，日軍板西司令命令116師團全軍撤退。此時王耀武作出了錯誤的判斷，他決定讓軍隊休整一天之後再向日軍發動總攻，這是本次會戰最大的失誤。機會稍縱即逝，此時116師團已經接到全軍立即撤退的命令。最終只殲了日軍殿後一個聯隊的一千多人，錯失殲滅日軍116師團的最佳良機非常可惜。
5月13日，芷江空軍出動P51野馬戰機對被包圍的日軍進攻轟炸，同時國軍各部也發動猛攻。日軍重廣支隊全面潰散，分頭逃竄。驚慌失措的日軍跪在地上向機翼上有青天白日徽章的揮動白旗以求保命。最終重廣支隊全軍覆沒，只有少量殘兵和47師團匯合。
日軍不甘失敗，5月21日拂曉，日軍217聯隊出動1000餘人開始進攻芙蓉山的獅子山高地，在重炮的掩護下日軍一個大隊首先渡江。防守獅子山的9連憑藉優勢地形反擊，中國空軍10架飛機也向江中日軍掃射，日軍傷亡慘重。夜晚，日軍趁著夜色以全部主力進攻，渡江後開始攻擊獅子山陣地。此時國軍獅子山工事幾乎被日軍炮火全部摧毀，守軍抵抗幾小時以後退守芙蓉山主陣地。
5月22日凌晨，日軍發射炮彈2000餘發將芙蓉山工事摧毀過半，以一個大隊兵力衝擊芙蓉山碉堡。守軍與日軍展開白刃戰，雙方廝殺1餘0次，中國守軍最終擊敗日軍。
5月22日晚，日軍集中217聯隊餘下1000人，再次從三面攻擊芙蓉山陣地，再次受創。6月1日，47師團餘部全線後撤。至此，日軍各部全線退回湘西會戰之前地域，長達55個晝夜的湘西會戰到此結束。此戰殲滅日寇28174名，中國軍隊傷亡8000餘人。比日軍傷亡人數的三分之二還少。
湘西會戰是抗日戰爭中的中日最後一次會戰，也是日軍在中國敗得最慘的一次。日軍全面敗退。這次戰役，1000人被國軍圍困後絕望自殺，日軍一個旅團、四個聯隊被全殲，一個師團被重創。國軍還奪得日軍軍旗90多面，俘虜日軍447人，其中軍官42人。
參加過這場抗日戰役的湖北一位老兵叫李經煜，多年的戰鬥生涯中，他記憶最深刻的是雪峰山會戰中重要隘口“枳木槽”戰鬥，這裡是雪峰山山腳下一個雙方軍隊爭奪的焦點。是王耀武部防守的。李經煜說電視裡演的都是假的，真實的戰場上，人死的實在太慘了。他看見身邊戰友額頭中彈後倒在地上，手還在不停地抓和掙扎，抓得滿手都是血，抽搐而亡，慘不忍睹。李經煜回憶說，當時打死的日軍太多了，數不過來，屍體堆積成山，即使過了半年後，在旁邊的村子裡，也能聞到腐爛的屍臭味。
老兵李經煜
1949年1月，李經煜隨部隊參加了起義。後來，他每月能領到500元的補助，再後來補貼有了很大的提高，每個月都有上千元的補助，老兵很知足了。也不知道這位老兵是否還健在。
戰後，幾個倖存的日本老兵來到當年戰場，向當地百姓鞠躬，不停道歉：我們有罪，我們有罪。
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