0团弹尽粮绝，后方补给送不上，遂被困于车站附近，同日军进行白刃战。直至21日，才接到指挥部命令，撤退到跑马堤。日军乘机跟进，加固原有工事。23日，史迪威与中国30师、50师师长飞抵密支那，组织临时指挥所，重新布署对密支那的攻击。24日，史迪威至第一线视察各部队，下达了次日攻击命令。以新30师主力攻击密支那城西郊，50师150团及由列多空运到密支那的14师42团不惜任何牺牲，固守跑马堤。
密支那日军自受中美联军袭击后，即将密支那划分为北中南3个防御地区，从东、西、北三面以及前沿阵地调来增援部队。虽然英国派出钦迪远程突击队在南边阻止，但在一周之内密支那的日军还是增加到3000人，到第2周，日军增加到5000人，他们和太平洋岛屿上的日军一样，实行玉碎防守。
5月26日，右翼第150团第3营由机场出发，向密支那城南郊攻击前进，左翼新30师主力向密支那城西郊攻击前进。第3营进至南毕塔工厂附近，遭到日军的猛烈进攻，被日军四面围攻，处境至危。欧阳营长誓死不退，身先士卒，率部激战至夜，英勇牺牲。28日，150团第2营紧急增援第3营，一举击退包围第3营之敌后，向锯木厂和十字路攻击。由于日军工事坚强，火网严密，所以前进缓慢。此后，由于进入雨季，空运难以维持，气候恶劣，地形不利，中美联军各部奉命就地构筑坚强据点，以求今后发展。
5月30日，天气转晴，驻印军总指挥部下达第12号作战命令：（1）5月31日12时，各部队联合攻击密支那，由150团及89团的位置向北攻击，竭力前进，奋勇攻击。（2）88、89团无论在任何情况下，不得由其阵地后退一步。柯柏中校指挥42团第1营及各混成队，负责飞机场的安全，美军炮兵协助美军守机场。
各部队奉命后，按时发动攻击，苦战两星期以后，突破了日军南面和东北防线。由于指挥官严厉催促前进，军队伤亡惨重。各部队指挥员鉴于日军依房舍、大树、竹林等障碍构筑据点，攻击就更加困难，只得采取掘壕与强攻并用，指挥部也只好听由各部队自行处理。
中美先遣突击队占领密支那机场以后，指挥官米尔心脏病发作，史迪威任命博特纳准将替代他负责指挥。盟军向密支那市发动攻击以后，日军不断发起攻击，用迫击炮轰击机场，加上气候恶劣，迫使飞行中断，使6月份的食品和物资供应降到最低点，好几次部队只剩一天的口粮。日军似乎有重新占领机场之势。总指挥部认为这是绝对不许可的。由于中国军队和英国钦迪突击队伤亡很大，史迪威调来在紧急情况下才能用作步兵预备队的两营工兵。这些修筑公路的工程兵，在接受基础训练后就从未摸枪。由于美军加拉哈德远程突击团伤亡很大，只剩下300人，史迪威把5月从美国送到印度的补充人员2700人编成两营，补充加拉哈德团，加拉哈德团原有人员另组成一营。由于这些部队未经训练，博特纳向史迪威汇报说：“美国部队全无秩序和充满恐惧气氛。许多事例说明他们极端害怕日本人＇注：麦克米伦公司：《蒋介石的外国高级参谋长——史迪威》第658～659页。＇。”他们往往在日军炮火下逃跑，不服从命令，拒绝进攻。
本来在史迪威眼里，美国部队最可靠。接到博特纳的报告后，史迪威在日记中写道：连美国人都不中用了，真难以置信。为了保持美军的声誉，史迪威下令加拉哈德部队所有适合作战的痊愈伤病员返回前线。6月3日，蒋介石把史迪威紧急召到重庆，要求向14航空队提供更多的飞机飞物质和燃料。5日，他又火速赶回缅甸，组织工兵和加拉哈德补充人员在火线后面进行训练。经过一段每天8小时训练，8小时作战，8小时休息，变得训练有素，勇敢顽强。
从6月中旬到6月底，双方军队互有攻守，处于胶着状态。其间，日军114联队第1大队由八莫增援密支那，148联队也由滇西开到。
7月6日，中国驻印军军长郑洞国到达密支那前线视察，认为拖延时日，有害无利，决定在“七·七”发动全面攻击，当晚以电话下达战斗命令：（1）为纪念“七·七”，各部于明晨发动全线攻击。（2）攻击成功后应断然实行果敢追击。
7月7日午后1时，在炮兵的掩护下，中美军队发动了猛烈的进攻，但因日军顽强固守，至死不退，进展不大。8日以后，指挥部命令各团抽调1营到后方进行短期的对据点攻击演习，其余各部构筑据点，为尔后攻击作好准备。
7月10日，指挥部下达统一攻击的命令。各部队立即作好实施准备。13日，中美军队在4个中队B－25式轰炸机攻击掩护下，连攻三天，拿下了射击场北端高地及其西南的几个据点。指挥部对主攻方面进展迟缓不满，部队的各级指挥官，则认为指挥部命令不合理，使部队伤亡太重。此后，各部队掘壕攻击，逐渐夺取密支那日军郊外阵地，进入街市战斗。
四夺取密支那
7月17日以后，包围密支那的各部队大都进入了夺取街市的战斗。右翼150团、42团、41团均已接近南端第一条横马路。左翼88团、89团第1营到达10日命令指定目标。89团（欠1营）进入西郊缅宝塔以西村落一带。
密支那市敌军，受到中美军队近两个月的攻击，在中美军队优势空军和炮兵的轰击下，虽屡次补充，仍死伤惨重，只得逐步退守市区。北地区由114联队直属队及第3大队、15机场守备队、气象分遣队担任守备。中地区以114联队第2大队及工兵112联队1小队任守备。南地区以148联队第1大队及第15铁道兵联队一部、55及56联队伤愈官兵200余人任守备。由于中美空军每天对市区轮番轰炸，日军为避免伤亡，将防御重兵由市区移向北面西打坡。
日军在街市的防御，利用民房和街道两侧构筑坚强的掩蔽体，重要区域以壕沟相连。重火器设置在十字路口、交通要道。炮兵大部移到伊洛瓦底江东岸游动使用。日军在阵地上只安排少数人使用自动火器阻击外，大部在掩体内休息，中美军队不逼近阵地，绝不轻易射击。
自7月11日50师150团第1营由森林地带攻入市街南端，14师1、3营也相机进入村落作战，各部队以坑道攻击的方式，不断前进。到7月20日，89团第1营占领了至孙布拉板公路，88团第3营占领公路以西。150团及42团攻克了密支那市米厂、足球场、天主堂、缅人寺及火车修理厂。21日，突破第2条横马路。美军战斗工兵第209营右翼与89团第1营也取得了联络。26日，88团与89团在铁路与公路的交会点会合。当时由俘虏的口供和当地居民的报告中得知，八莫日军约2000人，汽车200多辆，正准备增援密支那。指挥部根据这一情报，即令42团第2、3营，连夜强渡伊洛瓦底江，切断八莫到密支那的交通线，并重新调整都置。
7月28日，中美军队继续向日军发动猛烈攻击。到31日，各部队虽未到达攻击目标，但150团已通过第6条马路，149团已将火车站全部占领，市区大部分已落入中美联军手中。
日军失去大部分市区后，强迫市民到西打坡江边，制作竹筏，准备渡江。8月1日，沿江警戒部队，发现日军伤员开始坐竹筏或油桶顺江而下，当即予以击沉。各部队当即加强向敌攻击，以防日军撤退。当天晚上，150团到达第7条横马路。90团占领了敌营房修械所，42团正在攻击婉貌，美军已攻占日军城北高地据点西打坡三分之一，包围圈逐渐缩小。
8月1日晚，指挥部下达攻击命令：（1）各部队8月2日晨继续攻击。（2）144师向北推进至铁路，向东沿公路北进。（3）30师全力攻击营房区，予以占领。（4）50师向北攻击＇注：查尔斯·罗马纳斯、赖利·森德兰：《史迪威指挥权问题》华盛顿1956年版第242页。＇。
8月2日，50师鉴于城北日军凭坚顽抗，决定组织敢死队，征选官兵100人，携带轻便武器和通信器材，乘夜分组潜入敌后，将日军的通信设备完全切断。3日晨，各组向预定的日军重要据点及敌指挥所发起突然袭击，里应外合，将第11条横马路完全占领，日军纷纷向江中逃窜。30师奋勇冲击，将日军预定死守的据点营房区全部占领，残余日军大部分以手榴弹自杀。城北美军加拉哈德部队第3营和工兵209营，亦于同日占领西打坡。8月5日，中美联军完全占领密支那及密支那附近区域。密支那攻击战，到此胜利结束。
中美军队攻占密支那以后，完成了夺取胡康谷地、孟拱河谷、密支那的预定战略计划，胜利结束了缅北会战的第一期任务。日军失去了密支那，就丧失了缅甸最北部的重要基地和空军机场。盟军夺取了密支那，使经驼峰航线空运的飞机能够在更南边的一条航线上飞行而不必担心日军战斗机的骚扰。从而缩短了驼峰航线的航程，降低了航线的高度。结果，运输量扶摇直上。6月空运量达到1。8万吨，7月达2。5万吨，8月达2。9万吨，9月接近3。5万吨，11月已达到3。9万吨。实际上，空中航线过了密支那，驼峰就绕过了，飞机既消除了日军战斗机的阻截，又避开了最恶劣的飞行条件，因此空中运输的战略物资急刚增加。毫无疑问，这对于正在困难中坚持抗战的中国，是一个巨大的支持。
中美军队攻克密支那以后，基本上将缅北地区从日军的统治下解救出来，威逼缅中，取得了有利的战略地位。这样就为第2期攻势，取八莫、下南坡，与中国滇西远征军会合，打通中印公路，恢复中国的陆上国际交通线打下了坚实的基础。
五战役总结
中国驻印军新1军从4月下旬在孟关集结，与美国加拉哈德远程突击队从深山密林中向密支那秘密迂回前进，到占领密支那，前后历时3个月，推行90多英里，占领面积2200多平方英里。消灭日军2000多人，守密支那的18师团114联队主力，工兵12联队大部，56师团148联队主力全部被歼。生俘日军69名，缴获大批武器弹药。新1军官兵在战役中牺牲2400多人，4200人受伤。美军加拉哈德团也伤亡1000多人，英军钦迪突击队也有较大伤亡＇注：中国驻印军前总指挥办公室编辑：《中国驻印军缅北战役战斗纪要》下册第127页。＇。
总结密支那战役的经验教训，主要有以下几个方面：
一、中美军队以大兵力实施远距离奇袭，行动秘密迅速，成功地粉碎了日军在缅北增援反攻、阻止中美军队前进、切断中印公路之修筑的企图，在战略上是成功的。
二、在战术上，首先攻击并占领机场，使日军丧失在缅北的空军基地，盟军则取得了增援和补给的便利。
三、战斗中始终士气旺盛，基层军官多数轻伤不下火线。美军P－40战斗机投弹准确，能够适时地对敌人的重要据点以猛烈打击。山炮观测准确，射击效果好，能够及时压制敌军炮火及重火器。补给畅通，通信完善，救护迅速。
四、奇袭机场成功后，未能集中兵力，一举攻取密支那城，坐失良机，拖长战斗时日。
五、情报机构不健全，始终未能确切把握敌情，以致初期对敌估计太低，后期对敌估计太高。对预定战场认识不清，缺乏预定计划。
六、士兵利用地形地物能力较差，常因暴露目标，增加伤亡。
七、街市作战训练不够，士兵缺乏独立作战的能力。为了壮胆，经常作无目标的射击，消耗弹药，暴露位置。
八、