担任主攻英帕尔任务的是日军第15军的第33、第15师团，师团长分别是柳田中将和山内中将。日军第33师团渡过亲敦江后，师团主力分为左右两个突击队，企图夹击歼灭铁定、通赞地区的英印第17师。由于日军柳田师团长指挥失误，气得牟田口不久便撤掉了他的职务，由以骁勇闻名的田中信男少将接替师团长职务。田中信男受命后，立即在英帕尔以南地区展开积极攻势作战，很快打到了距英帕尔西南约20公里的比辛布尔地区，封锁了英帕尔的南部通道。从北路进攻英帕尔的日军第15师团，奉牟田口司令官的命令，各个联队一律轻装，以惊人的速度穿过丛林，越过河道，在夺取了英帕尔东北方向的乌科鲁尔以后，于4月8日占领了英帕尔至科希马之间的秘宣，封锁了英帕尔的北部通道。这样，就形成了对英帕尔的南北夹击态势，并将主攻方向完全集中在第33师团一个方面。日军在这个方向的主要对手是英印第20、第17师。
从4月中旬延续到5月初，英军与日军在座落于伊里尔峡谷和英帕尔-科希马公路之间的一个丛林密布的突出山头，展开了激烈战斗。最后，日军在这座可借以监视整个英帕尔平原的突出山头的南端被击退了。
与此同时，沿铁定公路及周围地区和锡尔恰尔-比申普尔小道一带的战斗也进入了高潮。斯康斯军长不得不把第17英印师的部分部队从英帕尔调来。4月19日，这部分增援部队在千钧一发之际及时到达，在比申普尔西北与敌展开激战，并将其阻击住。
4月末，英军在比申普尔南面的一些地段被突破。但是，蒙巴顿的空军有效地削弱了日军的进攻优势。这时，该战线还破天荒地出现了几起日本士兵过来投诚的事件。然而也有迹象表明，还有相当规模的日军部队，从科希马向这里赶来增援。这也正中蒙巴顿的下怀，他认为英帕尔战役主要不应在英帕尔打，那里的地形不利于防御，而应把日军远远地从离英帕尔近在咫尺的比辛布尔和帕莱尔逐步向南吸引。
帕莱尔在英帕尔的东南方向，是牟田口主攻部队的集结出发地域。6月，英军发现日军变更了主攻正面，向英帕尔以北迂回，企图从北面打入英帕尔。这时，雨季已经开始了，倾盆大雨冲刷着大地，小径车道变成了滑溜难行的泥浆带，丛林就像一座蒸气弥漫的绿色地狱。6月10日，英印第20师与日军在丛林里迎面相遇，随即展开了残酷的拉锯战。当日军第33师团和配属的第15师团一部打到英帕尔的边缘时，已精疲力竭，如强弩之末，他们的实际战斗力与当初渡过亲敦江进入印度时相比，下降到30%以下，没有力量再进攻了，更没有击退对方反攻的能力。他们在英帕尔平原的边缘地带正面临着溃灭的危机。
在英帕尔方面的战火点燃的同时，英帕尔以北的科希马和乌科鲁尔地区，英日双方也在展开激烈的战斗。东印度那加兰邦首府科希马，位于英帕尔以北50英里，是一座海拔5000英尺、地势险要的高原小城。由于盟军在东印度的阿萨姆邦建立了空运和反攻基地，而阿萨姆邦好像一座楔入缅甸北部的狭长半岛，日军要摧毁这个基地，就要越过屏护阿萨姆半岛的两道门户———英帕尔和科希马。所以牟田口中将在进攻英帕尔的同时，即于3月8日以其第31师团为主力并配属第15师团部分兵力，直扑科希马。
科希马之战，首先是由驻扎在该城东面约30英里的阿萨姆团和阿萨姆武装警察打响的，科希马城的守军只有一个500余人的西肯特步枪营。在科希马以西30英里的迪马普尔军用物资中转站，则仅有一个连在守卫。但是，他们为保卫自己的家乡而战，表现得异常勇敢。这些阿萨姆士兵以伤亡惨重的代价，阻滞了精锐的日军第31师团的进攻，从而赢得了十分宝贵的时间。
当日军第31师团爬上布拉马普特山顶，逼近科希马城时，第5英印师的第161旅已经空运来到，并驻守在迪马普尔前面8英里的尼丘加德山口。因为蒙巴顿觉得保卫那个军用物资中转站更重要，他估计敌人如果占领了科希马，会很快向迪马普尔发动进攻。但是，正如斯利姆后来说的：“佐藤（日军第31师团师团长）毫无例外地是我所遇到的日军将领中最无见识的一个。他奉命攻占科希马，并在那里构筑工事固守。他那傻瓜头脑中只有一个目标———打下科希马。”实际上，他此时本可以毫不费力地分出一部分兵力攻击科希马，而同时用师团的主力去进攻防御能力尚不强大的迪马普尔，获取那里堆积如山的各种物资，这样他拿下并坚守科希马才会有保证。
4月4日，蒙巴顿命蒙蒂·斯托普福德少将接管了科希马防守的指挥权。此时，佐藤已摆开了进攻的架势，并切断了科希马-英帕尔公路。当时科希马守军总共有3500人，第161旅的大部分部队被阻，无法打进去。幸运的是，蒙巴顿派来的空军掌握着那里的制空权。因此，无论佐藤中将如何大发雷霆，他的部队仍然无法击溃守军，完成对科希马的占领。双方地面战斗十分激烈和残酷。4月10日，增援的第2、第7师部队，才按照蒙巴顿的指示陆续抵达科希马附近，集结于迪马普尔，向科希马守军靠拢。4月20日，英第2师的主力部队终于打到了硝烟弥漫、弹坑累累的山顶上，解救了科希马守卫部队。5月10日，英军在付出相当大的代价之后，才占领了贾伊尔山上的大部分日军阵地。
但此时，在科希马外围制高山脊上长达6公里的阵地，相当一部分还在日军的手里；有些地段虽已被英军围住，但日军仍在几乎难以攻破的山间暗堡里负隅顽抗。对攻击者来说，在绵绵阴雨的冲刷下，那些一般高达3000多英尺、四周丛林密布的险峻群山变得泥泞滑溜，几乎无法攀登，这是令英军各级指挥官感到头疼的事情。然而，又是那个长着“傻瓜头脑”的佐藤中将，帮助英国人解决了这个难题。佐藤幸德见英军取得了初步进展，天气也越来越恶劣，连日阴雨连绵，便在没有得到上级许可的情况下，就亲自率领师团主力，带着1500名伤病员开始退却，只留下宫崎繁三郎带领一支小部队，执行截断英帕尔至科希马道路的任务。
牟田口怒不可遏，当即决定撤销佐藤的职务，由河内槌太郎接任师团长；并决定由柴田卯一接替卧病不能主事的山内正文，任第15师团的师团长。对此，服部卓四郎在其《大东亚战争全史》里写道：“此前，第33师团长柳田中将已被罢免，现在又换了两位师团长。在大战过程中更换全部师团长，这种不祥事件，在具有光荣传统的日本陆军史上尚无此例。”
蒙巴顿接到科希马战线的日军有撤退迹象的报告后，他的目光便盯上了乌科鲁尔。蒙巴顿命英第2师和第7英印师陆续向马奥集中，然后夺取乌科鲁尔。6月22日，两支队伍好比钢钳的两只钳牙，在科希马公路的109里程碑处将日军钳住。
乌科鲁尔被英军占领和第31师团遭截击，促使牟田口终于下了决心：停止“乌”号作战。7月2日午夜，开始组织撤退。
盟军的情报人员获悉了日本南方军总司令部下达的全线撤退命令，报告给战区总部。蒙巴顿立即指示斯利姆的第14集团军7个师开始全面追击作战，抢占亲敦江上的各个渡口，并让进攻加包山谷的第81师抢先绕过日第33师团残部背后联络线上的吉灵庙和加里瓦。在困兽犹斗的日军官兵的拼命抵抗下，英军没能抢先占领亲敦江各渡口，没有全歼日本第15军。
英帕尔战役结束后，日本第15军虽然未遭到全军覆灭的下场，但它的战斗力几乎完全丧失。在投入英帕尔战役的约10万人中，损失了约3万名，另有2万伤病员任其自流地撤到更远的后方，剩下的兵员大概有5万名。而这5万人当中有一半以上是病人。日军第15军的武器损失更为惨重。无怪蒙巴顿后来洋洋得意地对妻子说：“这是迄今为止日本人在东南亚遭受的一次最大的军事失利，因为被消灭的人数比太平洋岛屿的任何一次作战都多。”此役的胜利，迫使日军在东南亚大陆陷入整体上的防御，再也无力发动大规模的主动进攻性军事行动。