正当张发奎部署三个集团军在宜山南北一线构筑阵地阻击日军进攻时，山本师团和赤鹿理师团从柳州西进，于15日夺占宜山。22日，又突破陈素农第九十七军在车河和南丹附近的防御阵地，继续向贵州重镇独山方面突进。12月初，日军这两个师团的先头部队抵达独山地区，2日攻陷独山和八寨。刘希程的第九十八军和马励武的第二十九军等部向日军实施反击，日军一再增援，终于不支，纷纷后撤。刘希程军第一九六师和马励武军第十一师乘胜追击，6日收复八寨，8日收复独山。此后继续南追日军，13日克复南丹。14日，日军再次反扑，在激战中双方伤亡都很严重，在车河一线形成对峙状态。
在湘桂铁路线上，日军平田正判第二十二师团于11月中旬向南推进，21日攻占宾阳，并与下河边旅团分路并进，24日进占南宁。在此期间，日军驻越南的第二十一师团，乘势从谅山出发，分三路北上策应，接连攻占龙州、宁明和明江等地，12月10日与从南宁南下的平田师团一部在绥渌会师，打通了中越交通线。广西省内的重大战斗暂告结束，而历时八个多月的豫湘桂战役，也就此落下帷幕。
规模空前的豫湘桂战役，是日军在战败前一次垂死的挣扎，而中国军队未能制住这头困兽。日军击溃了河南、湖南和广西三省的中国军队主力，占领了衡阳、桂林和柳州地区的机场，为自己赢得了若干苟延残喘的空间，威胁到中国陪都重庆的安全。当反法西斯战争接近尾声的时候，国民党军队在这场规模空前的大战中一败涂地，损失近六十万军队，丢失大小城市一百四十五座，在中国抗战史上留下了令人遗憾而又痛心的一页。但是，参加豫湘桂战役各次会战的国民党广大爱国官兵，付出了巨大牺牲，他们英勇献身的精神，永载中国抗战的史册。
蒋介石军队在豫湘桂战役中节节溃败，令罗斯福极为忧虑。他无法容忍蒋介石一再借故不让史迪威统帅全部中国军队。他在给蒋介石的一份电报中说：“现在，你还没有委派史迪威将军指挥全部中国军队，我们就面临要损失华东的一片重要地区，并可能要面对大败的后果。”蒋介石对此置之不理，更对史迪威耿耿于怀，干脆要求罗斯福撤换史迪威。罗斯福面临一个抉择：是否继续支持蒋介石政府。他的私人代表赫尔利说：“如果你在这场争议中支持史迪威，你就会失去蒋介石，也就很可能失掉中国。”罗斯福让步了。10月20日，他召史迪威回国，派魏德迈将军接替中国战区参谋长职务。史迪威斗不过蒋介石，但他对中国军事及中共军队比较客观的观察和评价，以及他为维护国共合作所做的努力，在中美关系史上留下了珍贵的一页。
这一年发生了两件事情，将会对今后的世界产生重大的影响。
从8月21日开始，中美英和美英苏等国代表，分别在美国华盛顿附近的敦巴顿橡胶园举行会议，讨论建立战后世界各国的组织，以维护和平与安全。会上，四国建议成立名为“联合国”的国际组织，代替战前成立的国际联盟。会议还就安全理事会的设立及其表决权等问题展开了讨论。会议于10月7日结束，9日，美英苏中四国政府同时向全世界公布《联合国组织草案》。一个后来在国际事务中发挥重大作用的新的国际组织，就这样有了雏形。中国在抗战中逐步提高了自己的国际地位，参加了这个国际组织的筹建。
这年年底，美国“曼哈顿计划”中的指挥者格罗夫斯将军向马歇尔将军提交了一份绝密报告。他总结了投入大量科技人才和数百万美元制造原子弹的结果。他说：“第一颗原子弹将在1945年8月1日左右准备好，我们认为事先不需要进行全面试验。”与此同时，第一颗原子弹的组装工作开始在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯实验室进行，美军第五○九混合航空队的空勤人员也在温多弗沙漠空军基地开始受训。