1945年4—5月，已是世界反法西斯战争全面、彻底胜利的前夜。墨索里尼和希特勒均已完蛋，德国无条件投降。美军在冲绳岛登陆，日本本土的决战迫在眉捷。中国敌后战场为实现“扩大解放区，缩小沦陷区”的战略任务，发动了强有力的“春季攻势”和“夏季攻势”，歼灭了日伪军大量有生力量。国民政府军事委员会，为保卫云、贵、川战略根据地和更能适应将来反攻作战的需要，将陆军总部所辖兵力进行了缩编，组建了4 个方面军和1个防守司令部；同时，由于中印公路打通，美援军械大量输入，国民政府军装备进一步改善。1945年2月中旬，军事委员拟制了《中国陆军作战计划大纲》，提出为配合盟军在东南海岸登陆，“向桂、湘、粤转取攻势”，“攻宜山、柳州，与盟军会师西江”的作战计划。

此时，日本大本营也感到自已战力日减，战志消沉，已无力控制所占领的中国广大地面，提出缩短防线，集中兵力，以防中国反攻的计划。1945年4月18日，日本大本营下达“大陆令”减少华南兵力，将其兵力集中向华北、华中的重要地面集结。占领广西和广东的“第三、第十三、第三十四及第二十七师团从第十一军、第二十三军序列中解除，编入中国派遗军序列（直辖）”。这些部队撤退时间定在7、8月份。但随着战争形势的发展，6月初侵华日军在大连召开高级将领军事会议，拟出新的计划，把从广西撤退的时间提前到5月下旬。驻广西的日军第十一军根据方面军的撤退指示，对撤退时间作了具体安排。

当时日军第十一军各师团分布于广西的桂林、柳州、南宁、龙州等要地。4月中旬，日军第十一军司令官笠原幸雄接到撤退命令，考虑到中国守军必将跟踪追击，决定采取“先发制人的行动，将其压倒”， 令第三师团从南宁，第十三师团从宜山，由南北两个方向进攻都安，全歼中国守军第二方面军第四十六军。同时，调第十三师抽调一个联队，负责掩护作战任务。但敌人未到都安，即沿进攻路线后撤。

张发奎的第二方面军第一线部队发现日军撤退，即跟进追击。第四十七军经都阳山逼近南宁。日军第三师团经迁江、宾阳、来宾、柳州向桂林撤退。在民团配合下，5月27日，第六十四军收复南宁。第二方面军兵分两路，第六十四军一部向龙州追击，第四十六军主力向柳州东南迂回攻击。向龙州追击之部队，于6月7日收复思乐，8日收复明江，在地方团队协助下，于7月3日先后攻占龙州、凭祥，将日军驱逐于国境之外。第四十六军主力于6月上旬向柳州攻击前进，先后攻克桂平、武宜，6月19日其一七五师迫近柳州。

汤恩伯的第三方面军于5月初以担任河池西北地区守备的第二十九军，向河池、黎明关攻击，并以预备第十一师攻取天河，至5月21日，收复河池县城，并沿黔桂铁路追击，于23日攻克德胜。6月6日收复宜山。此时，日军由柳州增援宜山，与第二十九军展开反复争夺，激战至 6月14日，第二十九军击退日军的反扑，再次收复宜山，日军第十三师遂向柳州撤退。第三方面军以第二十军向日军跟踪追击，在第二方面军第四十六军的配合下，向柳州之日军展开总攻，6月 30日收复柳州，日军向桂林撤退。

第三方面军克复柳州后，分兵3路，沿湘桂铁路，向桂林急进。同时王耀武的第四方面军攻击宝庆、衡阳，以为策应。至7月24日，第三方面军第二十九军连克中渡、黄冕、阳朔、白沙，并经激战夺占桂林南方门户水福，直逼桂林近郊。是时，第三方面军主力第二十七集团军以第二十六军、第九十四军等部，自越城岭向桂林推进。7月10日攻占南圩。26日克义宁。在第三方面军各路包围总攻下，27日收复桂林。日军仓皇向全县方向逃窜，又被歼一部，8月17日收复全县。这时，日本已宣布投降。

这次战役，中国军队向前推进350余公里，先后收复了南宁、桂林、柳州等湘桂铁路沿线各城镇，取得了相当的胜利，这是正面战场的最后一次大战役。