1943年11月24日，美国空军利用空中摄影，确认台湾新竹日本海军航空基地有七十五架日军飞机。美军当晚就在中国大陆遂川机场秘密集结。25日，三十架美军战机避开雷达警戒，低空飞越台湾海峡，偷袭日军机场，炸毁日军飞机四十七架。
中日甲午战争以后，日本一直把台湾视为本土。这次受到来自中国大陆的空袭，日军大本营深为震动。这件事，标志着美军对日本本土的进攻已经为时不远。
11月28日至12月1日，斯大林、罗斯福和丘吉尔在伊朗首都德黑兰举行了战争期间第一次首脑会议。斯大林在会上承诺，在欧洲战争结束后半年左右，苏军参加对日作战。会后发表了三国《德黑兰宣言》。
这时候，太平洋战争的始作俑者日本，已是疲态毕现，败局难逃了。日军的海上交通线，已经受到严重威胁，随时有被美军切断的可能。日本在南方的五六十万大军，有陷入无后方作战的危险。为扭转败局，日本加速制订所谓的“一号作战计划”，力图在打通大陆交通线的同时，摧毁美军在华中与华南的主要空军基地。
日军困兽犹斗，还要孤注一掷。
1944年刚到，日本天皇就批准了日本中国派遣军的《一号作战草案》。1月24日，东条英机下达一号作战命令。日军计划在4月份左右发动平汉线作战，时间约为一个月左右；大约在6月份从武汉发动湘桂作战，8月左右从广东发动湘桂作战。参战总兵力约为十到十二个师团和两个航空师团，时间约为五个半月。如果情况允许，在1945年初攻占南宁附近，打通并确保桂林至越南谅山的交通。
到4月初，日军先后从内山英太郎的第十二军、吉村贞一的第一军、横山勇的第十一军和永津佐比重的第十三军抽调共约四个师团、四个独立旅团、一个坦克师团及一个骑兵旅团，总计约十五万人，由华北方面军司令官冈村宁次指挥。
4月18日0时，长野祐一郎的第三十七师团和多贺哲四郎的独立混成第七旅团在河南开封以西中牟一带渡过黄河，向蒋鼎文第一战区河汜守备部队发起猛攻，经激战后突破刘昌义暂编第十五军阵地，分路向郑州、新郑、尉氏和洧川等地突进，21日攻陷新郑和尉氏。刘昌义军和第二旅、第三旅退守许昌西北地区，日军23日占领郑州，24日攻陷密县，吴绍周的第八十五军转守西方山地，阻击日军进攻。
在河南北部，林芳太郎的第一一○师团和本卿义夫的第六十二师团在4月19日早晨向防守邙山头阵地的吴绍周军发起攻击。21日突破河防阵地后，侵占广武和汜水，22日又攻陷荥阳。24日，从荥阳南下的日军林芳师团与从郭店西进的日军长野师团占领密县，并继续向西南方向进攻。这时，第一战区孙蔚如第四集团军防守该地的部队退守荥阳、密县以西的虎牢关至马驹岭一线，阻止日军西进。
25日，日本第十三军的两个旅团，从安徽正阳关和凤台攻向阜阳，做出向河南漯河进攻的态势，以牵制河南东部的中国军队。在日军打通平汉铁路以后，他们又原路撤回。
从26日起，中国军队以王仲廉的第三十一集团军主力向密县附近的日军实施反击，逼迫日军改取守势。激战到30日，日军后续兵团竹下义晴的第二十七师团、山路秀男的战车第三师团及藤田茂的骑兵第四旅团已集结在密县和郑州地区，迅速向禹县、襄城和许昌等地猛攻，与李仙洲的第二十八集团军和王仲廉集团军展开激战。5月1日，日军攻陷许昌，并以山路师团和藤田旅团向襄城和郏县突进。3日凌晨，日军侵占郏县和禹县，4日攻占临汝，6日再陷登封、宝丰和鲁山，日军先头部队进抵洛阳以南龙门附近。为了阻滞向龙门突进的日军，第六战区急调刘戡兵团进至龙门、伊川和嵩县一带，暂时稳定了战局。
7日，从许昌南犯的日军竹下师团攻占郾城和漯河。同一天，从信阳北进的日军独立步兵第十一旅团攻占遂平。8日，日军南北会攻夺占西平，打通了平汉铁路。此后，日军集中主力向洛阳进攻。
日军的林芳师团、本卿师团、山路师团、藤田旅团和多贺旅团，分别从登封、禹县、郏县和宝丰地区，向龙门和洛阳实施包围迂回。同时，日军三浦忠次郎的第六十九师团和小原一明的独立混成第三旅团，从晋南垣曲南渡黄河，9日侵占渑池，威胁洛阳侧后，完成了对洛阳的三面包围。
中国第一战区调整部署，除仍以武庭麟的第十五军及第九十四师固守洛阳外，令孙蔚如集团军和刘戡兵团分别撤到洛阳西南的韩城和宜阳地区集结，准备侧击从渑池向洛阳和洛宁进犯的日军。13日，郾师和龙门的各路日军会合在磁涧地区，向集结于洛阳外围的第一战区部队攻击，李家珏的第三十六集团军等部便先后从渑池附近向西转移，日军随即尾追，向西突进，于17日进占洛宁，18日攻陷郏县，20日占领卢氏。
这时，洛阳守军已陷于孤军苦战。中国军队为挽救战局，击破日军的攻势，李宗仁第五战区部队和蒋鼎文第一战区各兵团协同，对日军实施反突击，先后一度攻