發生過程：

一、日軍進攻階段

4月初，日軍第20軍司令官?西一良中將駐邵陽指揮日軍分三路向湘西進發：南路第34師團及第58旅團等由新寧、武岡、武陽向洪江進攻；中路第116師團、第47師團等由邵陽沿邵榆公路西進，突入安江，直取芷江；北路第34師團進攻新化、辰溪、漵浦；另以第64師團、第68師團向寧鄉、益陽佯攻，以牽制中國湘北軍隊南下，企圖一舉攻下芷江。

中國軍隊由陸軍總司令何應欽總指揮，採取節節阻擊，誘敵深入，包圍聚殲方針：

1、王耀武第四方面軍為正面主力，司令部設雪峰山南麓的安江鎮，第74軍在雪峰山麓構築決戰主陣地，一部于雪峰山東北面之武岡、石下江、洞口構築工事，逐點抵抗；第100軍配備于雪峰山東麓之山口、龍潭一線；73軍駐新化、安化防守；18軍駐沅陵、辰溪一線。

2、湯恩伯第三方面軍的李玉堂第27集團軍以一部守備龍勝、城步、東安一線，阻擊湘桂路及桂穗路北進之日軍。

3、另以94軍向武岡以東、第10集團軍駐常德漢壽一線防禦。

4、廖耀湘新6軍運芷江，在武岡新化殲敵，確保芷江空軍基地。

4月9日，日第116師團和特種部隊一部偷渡資水，佔領橋頭陣地，掩護主力西渡；駐永豐的日軍第47師團一部向73軍進攻，揭開湘西會戰序幕。日軍中路分四路進攻，企圖把中國軍隊消滅在雪峰山以東洞口、武岡西北地方。但中國軍隊戰鬥意志旺盛，又有空軍支援，給日軍重大傷亡。

4月26日3000餘名日軍向綏寧、洞口至洪江的要地武陽進犯，武陽駐軍第9連與數倍於己之敵苦戰4晝夜，全連壯烈犧牲，武陽陷敵。5月4日起第5師經3日激戰，收復武陽，殲敵58旅團長以下1500餘人。

5月9日，日本中國派遣軍下達了中止芷江作戰命令。

二、國軍反攻階段

武陽大捷之後，中國軍隊在湘西會戰中開始化被動為主動，由防禦轉向反攻。5月8日，在空軍配合下，青岩守軍擊退4000餘日軍對青岩高地的波狀式強攻。同時，綏甯、武陽守軍全殲敵關橋支隊主力。5月14日在馬頸骨斃敵聯隊長以下官兵1300余名，5月21日至6月7日又奪得芙蓉山戰爭的勝利。

第三方面軍從5月初取得武陽大捷後，向武岡、洞口之敵追擊，連連取勝，12日斃敵500餘名，收復高沙，13日在風神岩殲敵數百人。至5月24日追敵至金秤市一帶，與資江東岸日軍對峙。

從5月9日至6月7日，中方持續反攻，日軍轉入戰略收縮防禦階段。6月7日，日軍退回原出發地，戰役結束。

歷史影響：

湘西會戰不僅粉碎了日軍攻佔芷江機場的企圖，也象徵日軍在中國戰場喪失優勢，中國在正面戰場進入反攻階段，先後收復桂柳、廣州、梧州、滇西等地，因此《紐約時報》曾稱湘西會戰為「中日戰爭的轉捩點」。在戰役中，國民革命軍雖然尚未完全換裝美械，但加上中美聯合空軍的空中支援，便足以將日軍阻擋在第一線防衛上，並使日軍喪失進攻能力。

此戰也象徵日軍的戰略思考已陷入困境。會戰目標乍看明確，但以實際狀況而言，1945年美國已經在菲律賓與太平洋諸島實施反攻，對中國機場的依賴性降低，同時滇西緬北會戰的成功，讓更多美援物資流入重慶政府，原本駐緬北的戰力也可轉調；但日軍方面在1944年底太平洋戰線潰退之後，日本的戰爭目標已經轉回本土防禦，在華部隊經過一號作戰後兵力尚未補充，勉強進攻更顯力有未逮。