话分两头。先说龙陵。
6月6日，国军兵分三路向驻守龙陵县城一线的日军发起了猛烈进攻，经过两个昼夜的激战，肃清了龙陵城外大部分据点中的据守之敌。三个师的雄兵对城内日寇重重围困，攻城在即，残余日军只得退回到城内坚固工事中负隅顽抗。看来，龙陵一战在国民党远征军看来已是没有任何悬念的胜利了。只是国军在收复日军盘据的龙陵旧城区后误以为占领了整个龙陵，迫不及待的报喜。宋希濂在接到71军87师张绍勋和88师胡家骥的报告后又直接对蒋介石报了大捷，国内顿时沸腾，就连盟军在听到这个大好消息后都发来了贺电。
但这次却是猪咬水泡空欢喜。
因松山尚未克复，各类军需物资无法通过滇缅公路运抵军中，造成围攻龙陵的部队给养和弹药困难。而且日军为了尽快打通芒市至龙陵的公路，向龙陵增派了第56师团、第2师团主力8000余人向远征军发动了疯狂反扑。71军87、88两师主力部队开始向日军重兵防御的龙陵东南郊敌阵进击，力图抢占猛岭坡，日军也拚死抢夺被远征军攻占的阵地，异常激烈的战斗打成了拉锯战，猛岭坡阵地9次易主，第88师263团最终以团长傅碧人负重伤、全团官兵伤亡500多人为代价，直到下午5时才将该阵地完全攻克。
此后两天中，远征军将士在猛岭坡大捷的鼓舞下，分路向龙陵城外的日军发起猛攻，87师攻克赧场、大坝、文笔坡和龙陵老城，克复龙陵以东的公路要点。88师攻克广林坡、老东坡、风吹坡、三关坡;新33师攻克云龙寺。
眼看在龙陵苦心经营的核心据点即将失守，外围日军立即组织大股力量增援，一心解龙陵之围。6月13日，正当远征军着手攻打龙陵县城之际，驻守腾冲的2000多名日军南进驰援龙陵，驻守芒市的1000多名日军也沿滇缅公路北上，驻守象滚塘的500多名日军也急速东进龙陵，同远征军发生了激战。在日军精锐部队大军压境的情况下，远征军第71军主力部队被敌军从中截断，腹背受敌的87师伤亡惨重、险遭覆没。
在敌人炮火的猛烈攻击下，驻守龙陵城外的新39师所剩官兵不到百人，新37师也遭受重创，其死守阵地的117团3营将士全部殉国，不少阵地重新陷落敌手。日本的龙兵团第56师团在师团长松山祐的部署下，击退我远征军第20集团军，他率113联队南下回援龙陵、松山，重兵进攻平戛，部署打击第七十一军的侧翼和后背。夺回被我军占领的腾龙桥，打通腾龙公路，6月16日硬撕毁远征军对龙陵的围攻之势，进入龙陵。已成为我军囊中之物的龙陵被硬生生的吐了出来。
在日军疯狂反扑下，87师遭受了重大伤亡，且面临被敌合围的危险。张绍勋部转攻为守，并请示负责此战指挥的第71军副军长陈明仁中将，要求撤退变换阵地，以免87师被日寇围歼。但陈明仁担心张部一撤，日寇会如潮水般沿滇缅公路直扑松山，使正被中国军队围攻的日本守军获救，导致整个滇西反攻战役动摇，因此，陈明仁不准张绍勋部撤退，命其死守。
张绍勋于是在6月16日越级向71军上级即第11集团军总司令宋希濂中将打电话，请求撤退。87师是宋希濂的旧部，张绍勋也是宋希濂的旧部属，宋希濂便欲同意张的请求。不料张、宋希濂通话之际，陈明仁也因要向宋希濂报告军情，插线听到了张绍勋与宋希濂的对话。陈明仁是火爆性格，他虽官职比宋希濂低，但他仗着与宋同为黄埔一期同窗生，且都是中将军衔，故他在随即打给宋希濂的电话中仍然不准87师变换阵地，并吁请宋希濂不能越级支持张绍勋的撤退。对此，宋希濂只好无言。
张绍勋也自知越级报告一事不妥，故不敢与陈明仁分辩。加之，此前6月10日晚，87师一部攻入龙陵旧城区时，是张听信部下战报未经仔细核实，误以为已攻占了龙陵县城也即电话报告了71军军部及第11集团军总司令宋希濂。而宋闻讯，更是立即直接上报到重庆蒋委员长处，弄得重庆媒体一片欢呼、沸然庆祝。但很快情况就弄清楚了，龙陵县城仍尚在日军手中，且在腾冲日军支援下，进行了反攻。为此，张绍勋深感自己误报军情之错，唯有拼死杀敌赎罪，陈明仁让死守就死守。
不过，爱兵如命的宋希濂还是认为张绍勋撤退以保全部队有生力量之议并无不妥。因此，他便找他的老部下、第71军军长钟彬，让钟彬下令87师撤兵，钟彬经过观察，发现确有大批增援日军欲抄包87师之迹象，便于当日傍晚时分，下令让87师撤退转移阵地，择机再战。
张绍勋率87师进入新阵地5255高地后，连续十天面对日军的强力进攻，全师上下拼死抵抗，虽损失惨重，但不屈不挠。终于在6月28日上午10时许日军最后冲击时，攻下了87师260团所守山头之一的5255高地。但此时日军已是强弩之末无力再战。况且何绍周第8军的荣一师及时增援到位，日军很快败退而收缩于龙陵，其进攻戛然而止。
陈明仁试图把撤兵的黑锅扣在张绍勋身上，张不堪屈辱自杀未遂。此时第2军第9师击退日军向芒市推进，缓解了第71军的压力。第8军荣一师一团抵达龙陵。经过5天的浴血奋战，两军再次回到未开战前对峙的样子。此后第11集团军经调整用14架战斗机、24架轰炸机和大量炮兵进攻龙陵，但是地面部队依然寸步难行。战斗打到8月25日，中国军队控制了龙陵外围的主要据点，日军蜷缩到龙陵城中心一带，龙陵收复在望。但此际战局再次发生逆转。日军再次发起大规模反攻，试图挽救龙陵、松山和平戛危局，并再次抢占滇缅公路，击破中国远征军，然后再集中兵力对付缅北中美联军。这次行动被日军称为“断作战”。
战役进行了一周，双方消耗巨大。日军第56师团撤回芒市，第2师团困守龙陵，两军第三次出现对峙局面。
一连二十余日，宋希濂在龙陵城下不仅没有丝毫进展，所部损伤却越来越多，这让滇西远征军司令官卫立煌十分疑惑。宋希濂第11集团军的战斗力远非普通部队可比，即便日军据城而守也不应该打得如此凄惨，而且多日来日军的火力几乎没有丝毫减弱，似乎根本没有伤亡。震惊之余卫立煌决定派遣远征军航空队到龙陵上空进行调查。在航空队成员送回的照片中卫立煌发现了一个奇怪的现象，龙陵城外的树林在不断移动。这一现象在单张照片中并不明显，但是将所有照片一字排开后便很容易发觉。卫立煌立刻意识到这应该是日军的大手笔。为了解真实情况，卫立煌又下令当地的游击部队进行辅助调查，结果发现这些会移动的树林果然是日本军车进行的战术伪装。亦即在宋希濂发起龙陵会战之后，日本援军便源源不断地利用这种经过伪装的军车前往龙陵。更重要的是，日军如此大规模的调动部队，绝对不仅仅只是为了支援龙陵，肯定还有更加不为人知的企图。卫立煌不敢怠慢，马上将情况上报给了统帅部。结果发现：日军正在积极调动部队准备暂时放弃缅北，集中力量对滇西国军发起反攻。蒋介石大惊失色，急忙电令卫立煌做好抵御准备，而之前因假情报称大获全胜，令蒋介石赞不绝口的宋希濂却被蒋介石怒斥为耻辱和愚蠢。
9月19日，宋希濂因谎报军情和总是拿不下龙陵而被免职，接替他的是原第11集团军副司令兼第六军军长黄杰黄杰。