1943年，失敗的命運逼近日本。在中國大陸，重慶國民政府依然堅持抗戰，與日軍在正面戰場對峙，國民政府軍隊在編制上有340多個師，總兵力達650萬人，如此龐大的軍隊不是日軍能夠應付自如的，重慶國民政府屈膝投降的可能性也幾乎不存在了。中國共產黨領導的人民抗日武裝在敵後依托根據地開展廣泛的遊擊戰、有條件的運動戰，到1943年底，淪陷區近半數國土被收復，日軍鞏固占領區的戰略遭到不可逆轉的失敗。1943年，美、中空軍與日本空軍經過激烈的較量，美、中空軍的活動範圍逐步由中國西南部向東南地區擴充套件，日軍的長江補給線和海上運輸線均受到嚴重的空中威脅，運輸艦只損失慘重。這一年的11月25日，美國空軍轟炸機首次從中國基地起飛，空襲日本視為本土防衛的台灣海軍航空兵基地，日本當局受到很大的震動。
在太平洋戰場，日軍的猖狂一去不復返，已陷入被動防守中。到1943年底，盟軍在西南太平洋的攻勢取得突破性進展，占領了所羅門群島大部及新幾內亞東部；盟軍在中太平洋上亦發動攻勢，拿下了吉爾伯特群島，並轉攻馬紹爾群島。
整個戰略態勢的惡化，迫使日本高層考慮在中國戰場發動一次大規模的戰役，建立一條從日本開始，經北韓、東北、華北、華中、華南、越南、泰國，直到新加坡的戰略交通線，為日後在中國大陸與東南亞抵禦盟軍做好準備。1943年12月7日，日本中國派遣軍制定【縱貫大陸鐵路作戰指導大綱】，確定此次戰役的代號為「一號作戰」。1944年1月24日，經天皇裕仁批準，日軍大本營下達【一號作戰綱要】和作戰命令，規定作戰目標為打通大陸交通線，占領和確保平漢、粵漢、湘桂鐵路沿線各要點；擊潰中國軍隊主力，借以壓垮重慶國民政府；摧毀美、中空軍在中國大西南的基地，以保證日本本土、長江補給線、東南沿海運輸線的安全。此次戰役，日軍計劃投入兵力50余萬，火炮1500門，汽車約1500輛，戰馬約10萬匹。大本營為確保戰役計劃的實施，下令將準備調赴太平洋戰場的四個師團留在中國，又從關東軍抽調第27師團等部隊入關參戰，另外在國內拼湊十四個步兵旅團派赴中國戰場，加強維護占領區的「治安」。在各戰場兵力都相當短缺的情況下，日本依然下決心集結重兵在中國戰場發動大規模的戰役，這實在是侵略者於窮途末路時的大賭博。
日本中國派遣軍遵照大本營的命令，制定詳密的作戰方案，計劃整個戰役分三個階段完成，第一階段由華北方面軍實施河南作戰，第二階段由華中第十一軍進攻湖南，第三階段由第十一軍與華南第二十三軍進攻廣西，整個戰役預定在五個月內完成。
1944年4月17日河南戰役開始。岡村寧次指揮華北方面軍第十二軍和第一軍的六個師團又四個獨立旅團近15萬人，由新鄉以南至中牟一線強渡黃河發動進攻。中國方面負責黃河正面防禦的是蔣鼎文、湯恩伯所轄的第一戰區，共有十七個軍四十多個師，兵力超過30萬。第一戰區計劃沿黃河和平漢鐵路線實施節節防守，主力集結豫中，打擊深入突進之敵。但由於應戰倉促，缺乏足夠的準備和動員，部隊組織不善，各部缺乏良好的配合，結果無法實施預定作戰計劃，盡管部份部隊浴血奮戰，但整個潰退態勢無可挽回。
4月20日，日軍攻陷鄭州。5月1日，日軍占領許昌，一部繼續沿平漢路向南推進，5月7日攻占郾城、漯河，5月8日與由信陽北進的第十一軍一部會攻西平，打通平漢鐵路南段。為確保平漢路西翼的安全，日本華北方面軍調集主力部隊進攻戰略要地洛陽。日軍第110師團、第62師團、第3坦克師團、第4騎兵旅團、獨立混成第7旅團從登封、禹縣、寶豐一帶向龍門和洛陽迂回，同時，日軍第69師團和獨立混成第3旅團由晉南渡河，侵占河南澠池，威脅洛陽的側後，日軍構成對洛陽的三面圍攻。第一戰區第三十六集團軍等部先後從澠池一帶西撤，日軍尾追不舍，連陷洛寧、陜縣、盧氏，第三十六集團軍總司令李家鈺中日軍埋伏殉國。日軍在陜縣、靈寶一帶，與中國第八戰區出潼關馳援部隊和第一戰區殘部對峙，切斷中國軍隊從西面向洛陽的增援。中國第五、第十戰區部隊從南面增援洛陽，亦為日軍所阻。5月19日，日軍開始猛攻洛陽。5月25日，洛陽失陷，河南戰役結束。
日軍只用了38天時間就占領了大半個河南省，打通了平漢鐵路南段以及開封至陜縣的隴海鐵路。中國軍隊傷亡失蹤20多萬人，遺失城池二十八座。第一戰區國民黨軍隊在此次戰役中的嚴重潰敗，一方面是由於軍事上被動挨打，未能組織起積極有效的防禦；另一方面是由於國民黨軍隊失去了河南民眾的信任和支持。河南老百姓說「河南四荒，水旱蝗湯」，把湯恩伯與水、旱、蝗三害並列，足見國民黨軍的紀律之廢弛，對老百姓的侵擾之烈。第一戰區司令官蔣鼎文在事後總結教訓時哀嘆豫西民眾處處圍攻部隊，迫令部隊繳械，並實施堅壁清野，使官兵幾天吃不到一頓飽飯。日軍不來進攻時，你魚肉民眾；日軍打過來時，你拋棄民眾潰逃，難怪老百姓對你不客氣，要叫你餓肚皮了！
▲準備參加打通大陸戰役攻擊河南中國守軍的日軍裝甲集群
進攻湖南，打通粵漢鐵路，是日軍「一號作戰」計劃中的重頭戲。從1944年春開始，日軍在鄂南、湘北一帶陸續集結重兵，除原駐武漢地區的第十一軍外，還從華北方面軍、第十三軍、關東軍抽調部隊歸第十一軍節制，組成包括十個師團、兩個獨立旅團、兩個野戰補充聯隊，總兵力達17萬人的作戰集團。中國方面擔任防守的部隊主要是第九戰區薛嶽所轄的第一、第二十七、第三十共三個集團軍，包括從其他戰區陸續抽調的部隊，總兵力達40萬人。
5月25日，日本中國派遣軍總司令官畑俊六大將親赴漢口指揮作戰。5月26日，日軍由洞庭湖、新墻河至鄂南通城一線發動攻勢。日軍吸取前三次長沙會戰中因單純正面攻擊而導致失敗的教訓，這一次采取中央突破、兩翼迂回包抄的戰術。東路日軍攻擊平江、瀏陽一帶，西路日軍攻擊益陽、寧鄉一帶，中路日軍渡過新墻河，經汨羅河向長沙進逼。中國第九戰區計劃以一部兵力擔任正面機動防禦，主力則集結於長沙、瀏陽等縱深地帶，擬合擊突進之敵。由於重慶方面和第九戰區司令部對日軍進攻意圖不甚明了，尤其是對日軍采取的兩翼迂回戰術缺乏認識，從而導致在作戰指揮和兵力配置上處於被動。戰區主力配置於長沙以東地區，而這一帶恰是日軍重兵攻擊方向，結果以硬對硬，中國軍隊不敵；對於長沙以西地區，第九戰區未配置足夠兵力，造成三路日軍中力量最弱的右翼部隊連連得手。
▲堅守長沙的第十軍
從5月26日到6月15日，日軍攻占了長沙東、北、西三面的外圍各戰略要點，對長沙造成合圍態勢。6月16日，日軍對長沙發起攻擊，守衛長沙的張德能之第四軍沒有組織起有效的抵抗，輕棄長沙後撤。6月18日，長沙失陷。
日軍占領長沙後迅速南進，連陷湘潭、萍鄉、衡山、茶陵、耒陽等地，對湘南戰略支點衡陽構成合圍態勢。從6月20日到9月初，中、日雙方軍隊在衡陽及衡陽外圍地區展開激戰。重慶方面的戰略構想是死守衡陽，把日軍主力牽制於衡陽地區，采取東、西兩面夾擊戰術擊敗日軍。日軍方面的戰略構想是攻占並確保衡陽，集中主力殲滅位於湘東山區的中國第九戰區主力部隊。
衡陽會戰包括三個相關戰役。一是湘東戰役，第九戰區主力第二十、第二十六、第三十七、第四十四、第五十八軍等部與日軍激戰於醴陵、茶陵、安仁、攸縣、耒陽、萍鄉一線，戰役從6月23日延續至9月初，中國軍隊沒有實作反攻的意圖，日軍也未能達到吃掉第九戰區主力部隊的目的。二是雙峰戰役，從6月24日至7月底，中國第六戰區第二十四集團軍王耀武部在雙峰、湘鄉、寧鄉等湘江以西地區展開攻勢作戰，一度吸引日軍兩個師團的兵力，減緩了衡陽方面中國守軍的壓力。三是衡陽保衛戰，這是一場慘烈的惡戰。
衡陽是聯系湖南、廣東、廣西、貴州、江西等地的交通要沖，是大西南的重要門戶之一，又是中、美空軍的重要基地。日軍要打通大陸交通線，就非奪取衡陽不可。重慶方面也看重衡陽的得失，蔣介石稱衡陽「有關於國家之存亡、民族之榮辱至大」，但是中國軍隊守衛衡陽的力量卻相當薄弱，只有方先覺第十軍下轄3師、190師、預備10師及一個野炮營，全軍共17600余人。
6月22日，日軍開始攻擊衡陽外圍各要點。6月28日，日軍對衡陽發起第一圈大規模進攻，第十軍頑強抗擊，日軍傷亡慘重，68師師長佐久間中將負重傷。7月11日，日軍發起第二輪攻擊，衡陽幾成焦土，但第十軍將士仍屹立不倒。8月4日，日軍第十一軍司令官橫山勇中將親自指揮五個師團發起第三輪攻擊。第十軍浴血奮戰，寸土必爭，戰況空前慘烈，第十軍將士傷亡殆盡，而援軍第六十二軍、第七十九軍等部仍被日軍阻隔於衡陽外圍地區。8月8日，第十軍軍長方先覺率殘留部隊向日軍投降，給壯烈的衡陽保衛戰添上了一個不光彩的尾巴。衡陽保衛戰歷時48天，中國守城官兵傷亡15000余人，但亦給日軍造成19380余人的傷亡，其中包括390名戰死的中高級軍官。
▲日軍圍攻衡陽，中國軍隊馳援雨母山。
為集中兵力和統一指揮，日軍大本營於8月26日下令成立第六方面軍，岡村寧次出任司令官，下轄第十一軍、第二十三軍、第三十四軍，整個方面軍擁有十一個師團左右的兵力。第六方面軍的主要作戰任務是進攻廣西，占領桂林、柳州等戰略要點。中國第四戰區所轄四個集團軍二十多個師亦調整部署，以柳州為中心組織防禦。
9月上旬，日軍第十一軍向廣西東北方向發動進攻。同時日軍第二十三軍從廣東向廣西發動進攻，連陷高要、懷集等地，22日攻占梧州。第二十三軍所轄獨立混成第23旅團由雷州半島出發北犯，於23日攻占容縣。日軍第十一軍由北向南，第二十三軍由東向西，兩面夾擊桂林、柳州地區，造成合圍態勢。11月10日，第四戰區司令官率部輕棄柳州，同日桂林亦失陷。11月24日，日軍攻占南寧，繼續南犯，於12月10日和從越南諒山北犯的日軍會師於綏淥。至此，日軍完成打通大陸交通線的作戰任務。日軍南進的同時，另以第3師團、第13師團等部西進，連續攻占宜山、車河等地，12月2日攻占貴州重鎮獨山和八寨。中國軍隊組織反攻，相繼收復八寨和獨山，與日軍在車河一線形成對峙態勢。到這個時候，日軍的攻勢已是強弩之末，失去繼續向前推進的能力。
從1944年4月到12月，日本用八個多月的時間完成了「一號作戰」計劃。重慶當局對日軍的這次大規模進攻，缺乏足夠的認識和準備，第一、第九、第四等戰區基本上是倉促應戰，其他各戰區亦配合乏力，因此雖有部份軍隊英勇奮戰，但無力挽回整體大潰退的態勢。短短八個多月內，國民黨軍隊損失約50萬人，喪失豫、湘、桂、粵四省的大片土地，一百多座城市，遺失衡陽、零陵、寶慶、桂林、柳州、丹竹、南寧等7個空軍基地和36個機場。國民黨軍在正面戰場的這次大潰敗，一方面在國內造成不良影響，民眾對國民黨的不滿情緒上升；另一方面在國際上也造成相當惡劣的影響，世界各反法西斯戰場正在節節勝利，而擁有650萬重兵的重慶國民政府，卻在50萬日軍的進攻下吃了空前的大敗仗，於情於理都難以說得過去。
表面上看，日軍的「一號作戰」取得了勝利，但是依舊不能挽回日本法西斯失敗的命運。從戰爭的全域講，日軍發動「一號作戰」，致使它在中國大陸的戰略中心西移，不利於將來在中國東南沿海組織對盟軍的防禦；在各戰場兵力緊張的情況下，日軍抽調重兵投入「一號作戰」，一是加速了在其他戰場的失敗，二是使參戰日軍的戰鬥力急劇下降，以精銳部隊第十一軍為例，在戰役結束後，它的第一線一個師的戰鬥力，只相當於一個團的戰鬥力。從「一號作戰」本身的目標來看，第一，日軍雖然打通了所謂大陸交通線，但該線綿延數千公裏，日軍根本沒有足夠的兵力全線把守，隨時都可能被切斷。所以大陸交通線只不過是日本當局在失敗來臨之際的一種自我欺騙，在現實中這是一條無法發揮作用的交通線。第二，日軍雖然破壞了湖南、廣西等地的部份中國空軍基地，但這些基地的飛機大多轉移，受到的損失不大。而且B-29遠端轟炸機可以直接從成都、重慶等地方的機場起飛，對日本本土實施轟炸。第三，日軍雖擊潰幾十萬國民黨軍，但並沒有傷到重慶國民政府的元氣，它不僅未被壓垮，反而在積聚著戰略反攻的力量。
「一號作戰」是日本法西斯孤註一擲的戰爭賭博，它的表面上的勝利只是行將徹底失敗前的回光返照。
