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激战持续至7月25日，北路军团成功突破日军两层防御圈，推进至密支那城区边缘，将整座城市团团包围，日军八千余主力，仅剩三千残兵，退守城内，陷入绝境。
牟田口廉依旧不肯投降，下令日军在城内展开巷战，每一栋房屋、每一条街道都布置火力点，妄图拖延时间，等待孟拱日军增援。
可他不知道的是，孟拱的日军早已自身难保，南路军团在孟拱河谷的作战，早已打得日军溃不成军。
南路军团于7月10日抵达孟拱河谷入口，面对两侧高山、中间狭道的天险，以及山顶日军的重火力封锁，南路军团指挥官没有选择正面硬冲，而是制定了迂回穿插的奇袭战术。
他挑选出一千名精锐野战军战士，组成突击队，冒着暴雨，攀爬河谷两侧的悬崖峭壁。
这些悬崖陡峭无比，湿滑难行，稍有不慎便会坠入谷底，粉身碎骨；
但突击队将士们毫无畏惧，系着绳索，一步步往上攀爬，历经一日一夜，终于成功绕到日军阵地后方。
7月12日凌晨，正面部队佯装发起进攻，吸引山顶日军的全部火力；
与此同时，突击队从日军后方突然发起突袭，端着自动步枪，朝着日军指挥部、重炮阵地疯狂扫射，日军猝不及防，瞬间乱作一团，重炮阵地被炸毁，指挥官被当场击毙。
正面部队趁势发起总攻，前后夹击，日军河谷防线瞬间崩溃，六千余日军，被歼灭四千余人，残余两千余人仓皇逃往孟拱城。
7月20日，南路军团攻克孟拱河谷，顺势推进至孟拱城下，将孟拱城团团包围，切断了孟拱日军向密支那增援的所有路线，彻底打破了日军密支那、孟拱互为犄角的战略布局。
消息传到密支那，牟田口廉彻底绝望，援军无望，兵力不足，防御崩溃，他深知败局已定，但依旧负隅顽抗，组织日军敢死队发起自杀式冲锋，妄图突围。
8月5日，北路军团发起总攻，坦克破开城门，步兵逐屋清剿，火箭筒等攻坚利器炸毁日军固守的建筑，手榴弹扔进日军藏身的角落；
激战一日，全歼城内残余日军，牟田口廉在指挥部切腹自杀，密支那全城宣告攻克。
密支那战役，历时二十余日，北路军团歼灭日军七千八百余人，彻底摧毁日军第18师团主力，自身伤亡六百余人，以压倒性的胜利，拿下了这座缅北第一重镇。
攻克密支那，意味着第四军掌控了缅北水陆空三维枢纽，国内的运输机可直接在密支那机场降落，输送兵员与物资，伊洛瓦底江内河船队可直达密支那，后勤补给彻底无忧。
与此同时，南路军团对孟拱城发起总攻，孟拱城残余日军两千余人，根本无力抵抗，仅用三日，便被全部歼灭，8月10日，孟拱城顺利攻克。
孟拱与密支那相继攻克，两路大军成功会师，缅北腹地彻底连成一片，日军在缅北的势力，被彻底清除。