豫湘桂会战（日本称“一号作战”），是日军于1944年4月17日至1944年12月10日期间在中国河南、湖南和广西贯穿三地进行的大规模攻势。此次会战，日军从本土及中国东北调集了约51万兵力，主要战略目标为打通平汉、粤汉、湘桂铁路，掌握陆上交通线，摧毁美军在中国的空军基地，阻止美国空军攻击日军海上交通线和轰炸本土。在8个月中，中国军队在豫湘桂战场上损兵70万人，丧失国土20余万平方千米，丢掉城市146座，失去空军基地7个、飞机场36个。日军付出重大代价后，虽打通了大陆交通线，但始终没能全线通车。
1944年4月，日军华北方面军司令官冈村宁次指挥第12集团军共5个师又3个旅、1个飞行团（飞机168架）、第1集团军和方面军直属部队各一部，共14.8万余人，在第11、13集团军各一部配合下，以攻占平汉铁路南段为目标，向郑州、洛阳地区发动进攻。中国第一战区司令长官蒋鼎文指挥8个集团军1个兵团共17个军约40万人，在第8战区和空军（飞机156架）各一部支援下，以第28集团军依托黄河南岸既设河防阵地抗击日军；第4集团军在河南汜水县（今并入荥阳）、密县（今新密）间山区构成防御地带，进行坚守防御；第31集团军集结于禹县（今禹州）、襄城、临汝（今汝州）地区，待机歼敌。18日，日军第37师配属独立混成第7旅从中牟新黄河（今贾鲁河）东岸向第28集团军暂编第15军河防阵地发起攻击。19日，日军第110、62师由郑州黄河铁桥南端向第28集团军第85军邙山头阵地发起攻击。突破阵地后，至23日相继攻陷郑州、新郑、尉氏、汜水、密县。25日，日军第13集团军以两个旅由安徽正阳关、凤台攻向阜阳，作出向河南漯河进攻态势，以牵制豫东守军，打通平汉铁路后撤回。30日，日军第12集团军以3个师又两个旅向许昌发起攻击。守城的新编第29师抗击至5月1日失守。日军第12集团军以一部沿平汉铁路南进，主力转向西进，寻找第一战区主力决战。第31、4集团军予日军以打击后，于5、6日分别撤往伏牛山、韩城。至9日，西进日军攻抵龙门附近。随即以一部进逼洛阳，大部向伊河、洛河河谷进攻。
豫湘桂战役之长衡会战同日，由许昌南进之日军第27师，与由信阳附近北上之第11集团军宫下兵团（相当于旅）在确山会师，打通平汉铁路南段。同日晚，日军第1集团军以8个营从山西垣曲强渡黄河，攻占河南英豪、渑池后，沿陇海铁路东西分进。至14日，与西进日军击退国军第36集团军和刘戡兵团，包围洛阳。18日，日军菊兵团（第63师一部）攻击洛阳，国军第15军配属第94师依托城防工程，顽强抗击一昼夜，使敌攻击受挫。华北方面军令第12集团军司令官指挥第110师一部、坦克第3师主力、骑兵第4旅和菊兵团攻击洛阳。守军孤军奋战至25日分路突围，洛阳失守。在日军第12集团军主力西进后，第5战区第55军、第10战区豫南挺进军等部，向平汉铁路南段实施袭击，一度收复确山、漯河等地，以牵制日军。
有人认为日军战力已一落千丈，兵力极其有限，在河南作战的日军仅五六万人，40万国军却被打的落花流水。然而，事实却是，日军在河南的参战部队为7个师团，1个战车师团，至少8个旅团和1个骑兵旅团，兵力规模与部署菲律宾的日军接近，不算航空兵，按编制至少15万人，而且拥有绝对机动力优势和兵力优势，40万装备低劣的国军如何抵挡？
1944年5月，日军第11集团军司令横山勇指挥8个师团、1个飞行团和海军一部，共20余万人，向长沙、衡阳进攻。中国第9战区司令长官薛岳指挥4个集团军另两个军共约40万人，在空军（飞机181架）支援下，一部依托湖北通城东南山区、湖南新墙河南岸、沅江和益阳地区既设阵地，节节抗击，消耗迟滞日军；主力分别控制于浏阳、长沙、衡阳及宁乡等地，相机歼敌。日军以5个师由湖南华容、岳阳、湖北崇阳沿湘江两岸和湘赣边山区分三路攻击，以3个师集结于湖北监利、蒲圻待机。另以1个团又5个营进至江陵以南松滋河沿岸进行牵制，以掩护军右翼。防守新墙河的国军第20军予日军中路第68、116师以持续抗击后，转至湖南平江以东山区待机。
日军占领广西宾阳县城，防守崇阳东南山区的第72军、挺进纵队对日军左路第3、13师逐次阻击，迟滞其行动。防守益阳的第73军抗击日军右路第40师。6月1日，日军中、左路强渡汨罗江，突破河防阵地后，分路向捞刀河、浏阳河进攻。守军第37军边抵抗边后撤，撤至浏阳附近山区。至14日，日军相继攻占沅江、益阳、浏阳。16日，日军第34师、58师、68师一部攻击长沙城区。第4军坚守至18日下午，伤亡殆尽，长沙失陷。
第9战区为阻敌深入，保卫衡阳，从20日起向日军发起反击，至27日，将日军左、右路分别阻滞于醴陵、湘乡；对日军中路在渌口、衡山间虽给以打击，但未能阻止其南进。
衡阳守备战中出了个有争议的人物，他就是毕业于黄埔2期的第10军军长方先觉。5月18日，日军攻占长沙，旋又夺取醴陵、攸县等地，箭锋直指衡阳。第10军于是担负起了保卫衡阳的重任。薛岳为增强第10军的战斗力，将驻防衡阳飞机场的暂编第54师拨归方先觉指挥，但第10军此时仍未整补完成，其中第190师只有一个团有作战能力，另两个团仅有军官和士官。新配属的暂编第54师又只有一个团，日军逼近时又有两个营奉命离开衡阳，其名为一师，实则只有一个加强营的兵力。方先觉受领坚守衡阳的任务后，即对所属4个师做出部署，还特邀衡阳新闻界巡视全城，表示死守衡阳城的决心。6月28日拂晓，已经包围衡阳的日军集中了第68师团、第116师团主力发起猛烈进攻。第10军在军长方先觉指挥下，经5天激战，进攻的日军付出惨重代价，仅攻克张家山，其余各处皆无进展。第11军司令官横山勇为重组战力，下达了暂时停止进攻的命令。7月6日，蒋介石要该军务必再坚持两星期，以配合外围友军将进攻日军包围歼灭。7月11日，日军第68、第116两个师团第二次对衡阳发起进攻。第10军官兵坚持至15日，多处阵线被突破。方先觉于是命令预10师师长葛先才放弃第一线阵地，全部退入第3师构筑的二线阵地，并与第3师协同防守。由于第10军的防御正面缩小，其防守强度和火力密度反得到增强，致使日军战至18日时已呈疲态，且多名大队长阵亡。于是横山勇被迫在19日第二次下达了停止进攻的命令。
衡阳守军奋勇作战的同时，外围友军进展却极其缓慢。救第10军心切的李玉堂甚至亲临第62军监督作战，仍无济于事。此外第10军的补给起初能通过外围运进城内，但随着日军控制区域的加强和重火力的压制，补给线被切断了，空军的空投物资又大部落入日军阵地，使得衡阳守军情况及其艰苦。在7月27日和8月2日两天中，空军曾两次空投蒋介石的手令，并对第10军许下援军必达的诺言。而当日军于8月4日第三次发起进攻时，始终未见援军，而此时距军委会下达坚守两周的命令已经过去一个月了。
8月5日，第10军压力越来越大。当天下午3时，方先觉召开最后一次军事会议，讨论第10军出路问题，会议无果而终。8月6日，190师阵地被日军突破，师长容有略率领残部退守小西门及其以北城垣，依托城防工事阻挡日军。随着战况的发展，衡阳市郊已无一处完土，双方战死者尸体到处皆是。第10军官兵坚持了40余日，而援军仍旧不见影子，官兵们从盼望到失望、由失望到绝望、由绝望而发展到对军事委员会的怨恨。当天晚上，第3师师长周庆祥本着替第10军官兵寻求生路的希望，来到军部向方先觉提出了停战想法，并提出了保证官兵生命安全和为负伤官兵疗伤的意见。方先觉听后沉思良久，表示同意，但要在一定范围内斟酌办理。随后周庆祥前往预10师师部，将此想法告之葛先才，并取得了葛的同意。
正当停战事宜准备之时，日军于8月7日凌晨经过长达两小时的猛烈轰炸后发起总攻。守军阵地大部被毁，五桂山、接龙山阵地先后失守。中午时分，日军终于突入城内，第10军官兵仍在一片废墟中坚持作战。方先觉深感战局已无法逆转，萌生了自戕之意。他在下令解散军部后，拔出手枪，对着自己的太阳穴扣动扳机。正在此时，副官王泽洪立即飞身上前打其手臂，子弹向斜上方穿过屋顶而出。紧接着，同在军部的周庆祥又走到方先觉身旁，请其为所部三四千伤患着想，不要轻生，终使方打消了自戕之意。入夜后，方先觉派遣参谋长孙鸣玉、副官处长张广宽为代表前往天马山方向寻找日军指挥官联系停战事宜。8月8日凌晨，日军第11军司令部同意收容伤兵，并郑重埋葬阵亡官兵的要求。竹内参谋则表示日军对第10军官兵的敬意，并同意方先觉提出的要求。4时许，方先觉、周庆祥、容有略、葛先才、饶少伟等人被日军第68师团士兵送到位于五桂山的第68师团部后，方先觉再次提出救治第10军负伤官兵的要求，却被师团长堤三树男以缺乏医药为由拒绝，以致第10军负伤官兵无人照顾，多在绝望中自杀，情景十分凄惨。日寇知道，国军中大多是被抓壮丁的农民，投笔从戎的学生兵是坚决抗日才参军的。在方觉先下令投降后的第二天，日军清查“学生军人”，当时就枪杀1800多人，后一星期又陆续杀掉600多人；其余整编为伪军。8月8日下午，方先觉等将领被日军拘押于城外天主堂内，日军随即又强迫要求方先觉等人组建“先和军”，并任命方为军长。11月19日，被囚禁达3个月之久的方先觉终于在伪衡阳县自卫司令（原衡阳县县长）等人的帮助下逃出了日军势力范围，随后又经第19师派队护送，顺利抵达了重庆。方先觉抵达重庆后，被任命为第36集团军（总司令李玉堂）中将副总司令，并受到了重庆各界人士欢迎，各大报纸亦争先报道方氏脱险经过。方先觉的第10军虽然最终在衡阳战败，但其坚决抵抗日军达47天之久的英雄气概得到了全国军民的钦佩。
1944年8月，日军侵占湖南衡阳后，为准备进占广西桂林、柳州，以第11集团军6个师又1个旅，于29日由衡阳沿铁路向湘桂边界推进；以第23集团军两个师又1个独立混成旅，于9月6日由广东清远等地沿西江向广西梧州进攻，另1个独立混成旅由广东遂溪向广西容县进攻。10日，第6方面军司令官冈村宁次奉命指挥第11、第23集团军、第2飞行团（飞机约150架）和第2遣华舰队一部，共约16万人，在南方军一部配合下，以打通桂越（南）公路为目标，向桂林、柳州进攻。中国第4战区司令长官张发奎指挥9个军、2个桂绥纵队、空军一部（飞机217架），共约20万人，在黔桂湘边区总司令部的3个军支援下，以分区防御抗击日军。14日，日军第11集团军攻占全州，随后调整部署，准备攻击桂林。22日，日军第23集团军陷梧州，至10月11日相继攻占平南、丹竹和桂平、蒙圩。第四战区鉴于全州地区日军尚无行动，遂调整部署，将所部编组为桂林、荔浦、西江3个方面军，南宁、靖西两个指挥所，以大部兵力固守桂林，集中一部兵力先击破西江方面之敌。21日，第64军配属桂绥第1纵队向进占桂平、蒙圩的日军第23独立混成旅实施反击；另以第135师等部向平南、丹竹攻击，策应反击。战至28日，日军第23集团军主力逼近武宣，中国军队遂停止反击退守武宣。与此同时，日军第11集团军突破桂林、荔浦方面军的防御阵地，主力于11月4日进抵桂林城郊；一部向柳州进攻。7日，第四战区将3个方面军编组为左、中、右兵团，集中兵力保卫桂、柳。9日，日军第40、第58、第37师和第34师一部，向桂林城发起总攻。同日，日军第23集团军第104师、第11集团军第3、第13师突破中央兵团的防御阵地，攻向柳州。11日，防守桂林城区的第31军大部牺牲，小部突出重围，桂林陷落；坚守柳州城区的第26军伤亡过半，奉命撤离，柳州失守。随后，日军第3、第13师沿黔桂铁路（都匀-柳州）向西北进攻；第23集团军沿柳邕公路（柳州-南宁）向西南进攻，24日占南宁。
28日，日军南方军第21师一部从越南突入中国，向广西绥渌（今属扶绥）进攻。至此，从中国东北直至越南河内的大陆交通线，终于被日本侵略者打通。国军溃退入贵州。日军以3000余人的兵力沿黔桂公路追击，如入无人之境。沿黔桂铁路进攻的日军至12月2日攻至贵州独山，逼近四川，震动重庆，在遭到第29军军长孙元良率领的900人反击后，被迫撤回广西河池。10日，日军第21师与第22师各一部在绥渌会合。至此，大陆交通线全部打通。中旬，双方逐渐形成对峙，会战结束。
此战续近8个月，国民党军损失兵70万人，丢弃了河南、湖南、广西、广东、福建、贵州等省的大部或一部，使20余万平方千米的国土沦丧敌手，6000余万同胞处于日军铁蹄蹂躏之下。在这次大溃败中，中国人民生命财产所受的损失是无法统计的。
豫湘桂战役损失惨重。河南损失88家工厂；湘桂粤3省工厂占大后方工厂的1/3，全部落入敌手；湖南的钨、锑等重要战略物资被日军攫夺；豫湘桂是重要农业地区，也被日军掌握。日军所到之处残暴地烧杀抢掠，仅萍乡一地，被杀害者19000余人，被虏者两万余人，房屋被毁700余间，农具被毁值4700余万元，米谷被劫50000余担，棉花被劫9500余担。战争中几十万难民颠沛流离，每天数百人死于疾病冻饿。
豫湘桂战役的大溃退是抗战以来国军在正面战场的第二次大溃退。国民政府军事委员会由于战略指导失误，战役指挥失当，加之国民党政府长期执行避战、观战政策，致使豫、湘、桂大片国土被占，空军基地、场站被毁。国军的溃败，也是国民党政治上腐败的表现。
国民政府在日军“一号作战”中连番受挫失地，极大损害了美国对以蒋介石为首的国民政府的观感；史迪威与蒋介石的关系更因此达到临界点。史迪威以此役国军拙劣表现与远征军的精强对比，直指蒋介石政权腐化无能是导致战争延长之主因，甚至进而主张由他本人取代蒋介石担任中国战区最高统帅。而蒋介石也愤怒地要求美方撤换史迪威。这场中美指挥权的冲突最后以美方退让，在1944年底撤换史迪威告终。
豫湘桂战役是日军溃败前夕回光返照的挣扎。对蒋介石来说，却是尴尬时刻的尴尬败仗。因为当时在世界范围内反法西斯力量已转入反攻，而在中国，8个月中，损兵70万国军，丧失国土20余万平方千米，丢掉城市146座，失去空军基地7个、飞机场36个，人民生命财产损失不计其数，这种状况，不能不令盟国主要领导人失望。
这次战役虽以日军取胜而告终，但并未达到预期目标，因为美军占领了马里亚纳群岛，拥有更好的轰炸日本本土的基地，使得日军占领中国机场行动失去意义。日军固然打通了大陆交通线，但到日寇投降时，所谓大陆交通线也没能通车。
