1942年4月2日，美国的“大黄蜂号”航空母舰载着陆军航空队的第一流飞行员杜利特尔上校的机组人员，从旧金山起航。18日上午8点钟，杜利特尔率领十六架B-25轰炸机起飞，两小时以后飞临东京上空。东京人正在吃午饭，听到空中传来隆隆声，不约而同地抬头仰望，以为是日本空军在做飞行表演。几分钟后，爆炸声和浓烟开始笼罩这座城市。这次空袭破坏了东京的九十座建筑物，造成五十名平民死亡。这次空袭激发了自珍珠港事件以来美军低落的士气。《洛杉矶时报》赞扬说：“杜利特尔干得漂亮。”

　　杜利特尔的轰炸机队，在轰炸了东京、横须贺、横滨、名古屋和神户等城市后，飞到中国上空，降落在浙江省内的机场。

　　4月的江南，梅雨不断。入夜，阴云密布，月黑无光。18日深夜，顾祝同打电话给岳星明，要他通知当地政府和部队全部出动，营救跳伞降落的美军飞行员。当得知美军轰炸了日本本土的消息时，第三战区士气大为振奋。

　　日本本土第一次遭到美军轰炸，日军知道美军飞机还会从中国的丽水、衢县和玉山等地起飞，再次轰炸日本本土，决定破坏浙江和江西境内的中国机场。日本第十三军参谋长唐川安夫发出命令：“根据全面形势，必须立即摧毁浙江机场群。”

　　日本中国派遣军根据大本营的命令，决定由驻上海的泽田茂第十三军、驻汉口的阿南惟畿第十一军和海军第一遣华舰队参加这次作战。其中泽田茂指挥五个师团、三个混成旅团、奈良支队和谷川正宪独立混成第十七旅团等部，还有部分铁道和航空部队协同。阿南惟畿指挥两个师团和四个支队，也有航空部队协同。参战的地面部队约有八十个大队。他们的部署是：第十三军主力于5月13日以前集中在奉化、绍兴、萧山和余杭一线，15日开始攻击浙赣铁路东段；第十一军于27日以前集中到南昌附近赣江右岸，于31日夜间开始攻击浙赣铁路西段。日军企图东西夹击，打通浙赣铁路线，摧毁浙赣走廊地区的中国空军机场。

　　浙赣铁路是一条东西交通大动脉，东起杭州，与沪杭甬铁路相交，经诸暨和江山，进入江西玉山，在贵溪与贵南铁路接轨，再往西去，穿过鄱阳平原，接上南浔铁路，经萍乡进入湖南株洲，与粤汉铁路接轨。沿线建有中国的许多空军基地，战略地位极为重要。日军要来争夺这一线，顾祝同第三战区和薛岳第九战区必须迎战。

　　中国军队的主力，集中在浙赣铁路东段，利用既设阵地逐次抵抗，迟滞和牵制日军。蒋介石准备在衢州附近与日军决战。为加强第三战区的兵力，国民政府军事委员会陆续从薛岳手中抽调王铁汉第四十九军、刘召棠第十九军、萧之楚第二十六军和王耀武第七十四军加强第三战区，命令顾祝同加紧袭击日军，力保浙江和江西的各个机场，将日军主力牵引在这一带，以减轻陕西和湖南两地所受的压力，确保四川的安全。

　　这就是中国军队所说的浙赣会战，日军称之为“せ”号作战。

　　顾祝同根据上述战略设想，命令李觉的第二十五集团军担任浙南作战；王敬久的第十集团军担任钱塘江以南的作战及金华和兰溪的守备；上官云相的第三十二集团军担任钱塘江北岸的作战；刘广济的第一百军担任浙赣路西段的作战；丁治磐的第二十六军和王耀武的第七十四军控制在衢州；唐式遵的第二十三集团军担任宁国、贵池和都昌一线的守备。薛岳派出三个军向赣东活动，策应第三战区作战。

　　5月15日，日本第十三军内田孝行的第七十师团、大城户三治的第二十二师团、武内俊二郎的第一一六师团、酒井直次的第十五师团和谷川混成旅团，分别从奉化、上虞、萧山和富阳等地，沿浙赣铁路及其两侧向西南实施进攻。

　　内田师团在前一晚就从奉化出动，途中在大堰市东方山遇到部分守军抵抗，突破了守军防线。他们在15日下午两点左右抵达血头村附近，当晚在该地增加了独立步兵第八十八大队。他们一面随时击破小股守军，一面越过险峻的山岳地带前进，17日到达大市聚。

　　其间，内田师团企图用出人意料的包围运动，与大城户师团协作，在嵊县和新昌附近捕捉冯圣法的暂编第九军。但是，冯圣法军事先退守长乐，部分兵力向天台方面撤守，日军未能获得预期战果。

　　大城户师团于15日清晨从上虞附近发起进攻，沿曹娥江河谷南下，经过三界和嵊县附近，于17日傍晚进入长乐地区，与退却的冯圣法军保持接触。

　　酒井师团于15日夜晚从萧山附近开始行动，没有遇到大的抵抗，成功地渡过浦阳江，沿浦阳江左岸地区南下，途中突破部分守军的抵抗，于17日傍晚进入诸暨西北方。

　　武内俊师团于16日清晨从富阳西北方发起进攻，于17日傍晚推进到新登附近。

　　第三战区李觉集团军及陶广第二十八军一部，在新昌、安华、新登一线和东阳、义乌、浦江、桐庐一线，逐次抵抗后，一部转进日军后方游击，主力向金华和兰溪东西一线撤退。冯圣法军被内田师团逼退到长乐附近，命令暂编第三十二师占领长乐西北方高地，暂编第三十四师占领远在后方的魏山镇以南的歌山附近；军部位置在东方山，准备向侧面撤退。日军各路跟踪直进，18日，日军主力推进到诸暨南面和嵊县西南面，向安华街的守军发起攻击。守军顽强抵抗，未能挡住日军疯狂的进攻。日军在第二天占领义乌。

　　当天，畑俊六视察桐庐、义乌和东阳北方等前线地区，随后返回南京，傍晚在总司令部研究对各路日军的使用。21日，畑俊六命令日军各师团继续向南进攻，占领东阳、武义和建得。

　　24日晚上，中国军队破坏了金华和兰溪一线的铁路、公路和桥梁。驻守金华的部分守军开始转移。金华县城燃起了熊熊烈火。

　　内田师团在25日开始攻击金华，酒井师团在同一天进攻兰溪，中国军队在这两地依托既设阵地顽强抵抗，与日军形成对峙。大城户师团及谷川混成旅团从金华以南向汤溪迂回突进，26日攻陷汤溪。守军第四十师主力及暂编第十三师逐次抵抗。同一天，武内俊师团到达兰溪西北。27日，日军攻陷龙游，金华和兰溪的守军更加孤立，于28日放弃这两座城市，向北山转移。

　　顾祝同按预定计划，保存兵力向衢州集结，加强衢州和玉山等要地的防御。同时，命令撤退到浙赣线两侧山地的守军开展游击战，扰乱日军后方和侧方。他还下令在金华和兰溪附近以及各阵地之间的主要交通线上，埋设大量地雷，阻止日军行动，使日军遭受严重损失。日军第十五师团长酒井直次中将，被地雷炸得血肉横飞，随即毕命。日军损失了高官，更加疯狂，企图给中国守军主力以毁灭性打击。

　　30日，大城户师团、酒井师团、武内俊师团、井出铁藏的第三十二师团及谷川混成旅团到达灵山镇、寿昌和龙游一线集结，准备向衢州攻击。第三战区按照蒋介石在衢州与日军决战的设想，将主力部署在衢州北、西、南三面，准备围歼进攻衢州的日军。但是，南昌方面的日本第十一军在同一天开始向东推进，顾祝同主力有被日军东西夹攻的危险。蒋介石改变了主意，命令顾祝同避免在衢州与日军决战。顾祝同命令莫与硕第八十六军（欠第七十九师）守备衢州，吸引日军，战区主力避开铁路正面，撤到两侧山地，企图在日军前进时分段截击。

　　6月3日，酒井师团、大城户师团和井出师团向衢州发起总攻。老天发怒，半夜雷电轰鸣，大雨倾盆，莫与硕军顽强抵抗，只有部分日军渡过乌溪江。日军用橡皮船运渡，被守军击中，完好无损的只剩一艘。莫与硕军与优势日军浴血奋战四昼夜，为战区主力重新部署争取了时间。

　　泽田茂见衢州久攻不下，想到前一次长沙会战中兵力和补给不继导致被围的教训，心中发慌，向各师团下令：“务必在今日内将该城攻下，时间拖长，有可能导致敌人反抗，我军将重蹈长沙作战之覆辙。”

　　7日，日军发动总攻，攻陷衢州，莫与硕军向南突出重围。日军三个师团继续西进，11日至14日，接连攻陷江山、玉山、广丰和上饶等地，仍然没有停止西进的步伐。顾祝同认为日军会和长沙会战中一样，很快就放弃新的占领区而撤退，便命令退居信江水南岸地区的丁治磐军、王铁汉军和王耀武军夺回广信和广丰。

　　中国军队于18日发起反攻，正碰上日军大城户师团和酒井师团将搜索据点推进到信江水南岸地区。两军不期而遇，日军猛烈回击，迫使守军放弃反攻企图。7月1日，大城户师团一部与从南昌东进的阿南第十一军部队会合，联手攻陷横峰。至此，日军已打通浙赣铁路，便转为守势，大肆破坏机场，拆迁铁路，掠夺物资。第三战区主力转移到浙赣铁路南侧的仙霞关和汪二渡一线，其余部队转移到浙赣铁路北侧地区，不断侧击日军，转入持久态势。

　　在日军主力西进的同时，日军小薗江混成旅团在第一飞行团部分兵力配合下，于6月24日从龙游攻陷丽水，在丽水附近集结。7月2日，小薗江旅团将一个步兵大队和一个山炮兵中队交给高桥辎重兵联队，在丽水接受内田师团指挥。7日，小薗江旅团开始破坏机场和交通，但其主力纵队的前锋，遭到中国守军的抵抗，守军用斜射和侧射，有效地打击了日军。

　　可是，日军的临时船队，出乎意料地绕到守军背后，利用死角登陆，一次可以运输近一个步兵大队。8日夜，日军在松寮市会合。

　　日军破坏了丽水机场，于9日进占青田，10日夜在林福以东六公里附近，主力沿瓯江右岸转移，渡河成功。小薗江旅团主力经过天长岭，从西南方进攻温州，当天下午，在温州西南遭到守军阻截，展开激战。日本海军动用两艘驱逐舰和若干扫雷艇，向中国守军猛攻，守军奋勇抵抗，还是无济于事。日军于11日占领温州。日本海军陆战队12日在温州登陆，遭到守军攻击，请求小薗江旅团支援。当天下午，日军组成瑞安支队，向瑞安进发，于13日攻克瑞安，救出了海军陆战队。

　　阿南惟畿的第十一军，于5月31日从南昌附近沿抚河西岸向南攻击，中国守军第七十五师稍作抵抗后，主力向鹰潭以西的既设阵地转移。日军于当天渡过抚河，沿东岸向前攻击，于6月2日进入高桥市附近。阿南在这里将部队分为两路，一路为岩永支队，沿浙赣铁路向东乡攻击；另一路为大贺茂第三十四师团主力，会同竹原支队，向三江口和临川进攻。第二天，第九战区夏楚中军在孙渡军的掩护下，渡过赣江，向东推进。

　　4日，天下豪雨，夏楚中军冒雨从硝石以南地区向临川急进，当晚到达临川，策应第三战区，与阿南第十一军先头部队在临川巷战一夜。其间，在展坪墟西面，守军先头部队与日军今井支队激战，被日军牵制。第二天，日军高桥多贺二的第三师团主力抵达临川，双方激战到午夜，日军推进到抚州并占领该地，进一步向南扩大战果，企图捕捉并包围夏楚中军主力。这时，孙渡军及江西保安纵队也在临川北面的三江口和李家渡与日军大贺师团主力激战，双方都有很大伤亡。

　　日军在兵力和装备上都具有极大的优势，在战略上也占了先手。但是天不助日军，暴雨连日不断，致使抚河泛滥，战场化为泥潭，严重影响了日军部队机动力量的发挥。

　　蒋介石发现顾祝同手下兵力不足，在6日急令薛岳又调欧震军策应第三战区的作战。顾祝同派刘广济的第一百军会同第九战区友军会攻临川，日军不得不转用大贺师团增援高桥师团，抗击中国守军，并向南攻陷丰城和南城，以减轻高桥师团右侧背所受的威胁。日军继续与中国军队转战于上述各地及宜黄和崇仁一带，又转用大贺师团在进贤、东乡和鹰潭一带与岩永支队联合向东进犯。日军平野支队与海军配合，在鄱阳湖东岸登陆，攻陷瑞洪，继续东进，相继占领进贤和东乡。

　　8日，大贺师团突破孙渡军阵地，主力直下临川，与高桥师团会合，猛攻夏楚中军，双方激战到12日，大贺师团主力转向浙赣铁路，会同岩永支队进攻鹰潭。

　　接着，日军高桥师团也将主力转向浙赣铁路，薛岳的第九战区在东乡和金溪以东、南昌以南地区发起攻势：欧震军从南北两面进攻崇仁和临川，方靖军从南向北进攻临川以南的南城。15日至16日，欧震军下属部队先后攻克崇仁和宜黄，继续向临川进迫。这时，沿浙赣铁路向东攻击的日军大贺师团主力攻陷了鹰潭和贵溪。

　　从21日起，中日两国军队在南城、宜黄、崇仁和临川地区展开激战。23日，日军发布歼灭欧震军的命令。中国军队曾一度包围临川和南城，但久攻不克。到30日，日军再次攻陷宜黄和崇仁，双方形成对峙。7月13日，日军放弃崇仁和宜黄，蒋介石电令中国军队停止进攻，南昌以南地区的战斗便告停止。

　　浙赣路东段方面，从7月上旬以来，第三战区发动局部攻势，先后收复新登、桐庐、建德、弋阳和横峰。

　　日军侵占了四十多座城市和沿浙赣线长六百多公里、宽三百多公里的地区。28日，日军大本营命令畑俊六停止浙赣作战，确保金华附近的占领区，日军于8月中旬撤退，第十三军大城户师团留守金华、武义和东阳，内田师团留守新昌和奉化，其余部队在19日撤回原驻地；第十一军所部也从19日开始撤退。

　　顾祝同于第二天命令部队伺机向日军后方及侧方挺进，基本上未与日军正面接触。这样，浙赣会战便告结束。

　　这次会战历时约三个多月，日军集中九个师团以上的兵力，经过苦战，付出惨重代价，实现了预定目的。据日军战史记载，日军死伤二万八千九百多人，损失酒井师团长，并失去战马二千六百多匹。中国守军由于缺少必要的通讯联络及判断失误，第三战区未能实现与日军决战的计划。

　　在浙赣会战期间，国民政府外交部长和美国国务卿赫尔分别代表两国政府在华盛顿签订了《中美抵抗侵略互助协定》。6月4日，日本海军在袭击中途岛时与美军激战，日军受到极大的打击。