梅里尔于第3纵队对北机场和锡塔普尔进攻。虽占领了北机场，却因在瓦扎的日军第第2大队来袭，激战竟日，卒被日军突破了战线，进入密支那市区，并在战斗中迫使第第3纵队退守遮巴德一带，北机场得而复失。密支那北部中美突击队的进攻次受挫，日军便乘机利用铁路向孟拱开出了满载军需物资的最后一列火车。
与此同时，梅里尔令刚刚到达的第第3营在西机场西南至跑马地一带构筑工事，以该团第第15o团以第第3营向火车修理厂方向市区进攻。19日夜，该团击溃火车修理厂的日军后，一举攻占了火车站；但因地形不熟、疏于戒备，又未乘胜追歼残敌、扩张战果，在遭日军反击时酿成混战，第3营营长郭文干于混战中牺牲，火车站得而复失，官兵被困在车站附近，激战两日，补给中断，弹尽粮绝。梅里尔未及时派兵增援，以致该部功败垂成，迫使其只得与日军进行肉搏后冲出重围，退回跑马地、河套一带收容整顿。而梅里尔竟推卸责任，指摘该团团长指挥无能、作战不力，建议史迪威予以撤职、遣送回国。这使中国官兵大为不满，群起抵制。梅里尔一气之下旧病复，被送往后方救治。麦克姆准将暂代其指挥职务。这时，第第42团来到密支那。
5月23日，史迪威偕新第5o师潘师长、总部参谋长柏特诺来到密支那调整指挥系统。由柏特诺代表史迪威在密支那设中国驻印军战斗指挥所，执行指挥；由麦克姆任战地指挥官，统率在密支那的各部队；以亨特任第53o7团指挥官。在密支那的中**队分别由胡师长、潘师长统率，原中美联合突击支队的临时编组予以撤销。柏特诺较之梅里尔更无实战经验和指挥大兵团作战的能力，而且不敢身临前线，对战场上敌我双方的情况全凭各级联络官的报告，此种报告又多有不实；而且柏特诺素来专横跋扈，对中**官心存轻视，对他们的报告和合理的建议，每每置若罔闻，自以为是，一意孤行；更因他求功心切，从5月25日至6月25日间，不顾客观情况，多次轻率地动大规模进攻，致使中、美士兵伤亡惨重，每天只能推进5o至2oo米。柏特诺反而诬蔑中**队“作战不力、逡巡不前”，甚至将胡师长擅自撤职，遣送回国。在此期间，正是由于柏特诺未能接受中**官关于切断日军与孟拱、八莫的通道的建议，使日军得以从八莫和孟拱两地得到增援，从而引起了史迪威的不满，于6月25日将柏特诺撤职，另以韦瑟尔斯来密支那继任。但以后的作战实际上由郑桂庭军长指挥。缅北的雨季影响飞机的降落，运载中**队的美国滑翔机常被日军击中，从机舱流出的鲜血染红了机场的树叶和*丛。中**队只能一寸一寸地向前推进。沿着泥泞的道路，中**队一天的强攻，还不足以将战线前推2oo米。有时白天夺下的阵地，又被日军晚上从坑道动的突袭夺回。雨水和洪水使密支那的低地变成沼泽，沼泽变成汪洋。战士大量减员，战斗呈胶着状态。史迪威将军也无可奈何。为了解决伤亡过大的问题，郑桂庭军长采用以土工掘壕作业向前推进，并注意步、炮、空的协同的进攻方式，于是伤亡大减。7月7日，在抗日战争爆7周年的纪念日，身处密支那前线的郑桂庭、孙仲伦等将领向中**队下达总攻令。借着美军轰炸机和中国自行生产的火箭炮的掩护，中**队再度夺下密支那火车站，并与美军一起，形成对市区的三面包围之势。日军阵地遭到毁灭性破坏，战壕里积满了雨水，倭国兵浸泡在齐腰深的水中，拼死抵抗。
7月18日，中、美军队转入密支那街区巷战，逐巷、逐屋搜索前进，并于8月1日攻下密支那市区的7条主要街道，日军被压缩到城北的最后阵地。当天下午，第5o师师长潘裕昆少将招募“决战敢死队”，官兵纷纷报名，连司令部的传令兵、军械兵、伙夫都要求获得以死报国的机会。8月1日深夜，由1o4人组成的中国“敢死队”，在当地华侨的带领下，冒雨绕到日军背后。次日凌晨，“敢死队”与正面部队同时动进攻，日军腹背受敌，意志终于崩溃，除死伤于阵地的日军外，其他残兵惶恐地逃出战壕，投入**的伊洛瓦底江。日军在密支那的最高指挥官水上源藏，来到江边的一棵大树下，拔枪自杀，以“武士道精神”回报天皇。激战至8月4日，完全占领密支那及河对岸的宛貌，肃清了各处日军残兵。第114联队联队长丸山大佐率少数残兵四五百人用竹筏及泅水渡过伊洛瓦底江，向八莫方向溃退，密支那完全被驻印军攻占。此役共歼灭日军官兵4ooo余人（其中击毙23oo多人，生俘69人），历时3个多月的密支那作战至此结束，中国驻印军反攻缅北的第一期作战任务也胜