1945年2月，苏、美、英三国首脑在苏联克里木半岛举行雅尔塔会议，主要讨论了德国、波兰、联合国和苏联对日作战等问题，签署了《雅尔塔协定》等文件。春夏期间，日军在中国正面战场向豫西、鄂北和湘西发动进攻。国民党军进行了抵抗，给日军以大量杀伤。国民党军在正面战场挫败日军的进攻，与解放区抗日武装力量的攻势作战相呼应，使侵华日军在战略上处于全面被动的局面。另外，1943年10月～1945年3月，中国远征军和中国驻印军先后有8个军共22个师的兵力，在美、英军配合下，在缅甸北部和中国云南西部举行反攻，歼灭日军4.8万余人，收复了怒江以西国土和缅北的中心城市密支那，打通了滇缅、中印公路。中国远征军为解放东南亚人民做出了贡献，并有力地支援了盟军在亚洲、太平洋战场对日军的战略反攻。
解放区抗日武装力量举行全面反攻，夺取抗战最后胜利
1945年5月8日，德国法西斯战败投降。苏联随即向远东地区增调兵力，准备对日作战。太平洋战场上的盟军步步逼近日本本土。日军大本营为坚持“本土决战”，不得不在中国战场上采取战略收缩，放弃湘桂铁路及粤汉铁路沿线大部地区的守备，将在华南地区的日军主力向华中地区集中，准备转用于上海、山东半岛、朝鲜沿海，及用于确保华北、华中和东北。1945年春，中国战区统帅部为适应军事形势的发展，与盟军协同作战，制定中国战区的总反攻计划。同时，为便于协同盟军对日军转取攻势，于云南省昆明设立中国陆军总司令部，负责西南各战区部队的统一指挥及整训，并将所辖部队编成第1～第4共4个新的方面军，共计28个军86个师及其他特种部队。4月下旬～8月中旬，第2、第3方面军乘侵占广西的日军撤退之际，跟踪追击，收复广西。
7月26日，中、美、英三国发表《波茨坦公告》，敦促日本无条件投降。随后，苏联也加入这一公告。8月6日和9日，美国在日本广岛和长崎各投下一颗原子弹。8月8日，苏联对日宣战，随即出兵中国东北，对日本关东军发起进攻。与此同时，中国共产党领导的解放区抗日武装力量，将局部反攻作战发展成为全面反攻。8月9日，中国共产党中央委员会主席毛泽东发表《对日寇的最后一战》声明，号召中国人民一切抗日力量举行全国规模的反攻，彻底打败日本侵略者。8月10、11日，中国解放区抗日军总司令朱德连续发布对日军展开全面反攻及受降等7道命令。各解放区抗日武装立即向日伪军发出通牒，并发起全面反攻。晋察冀军区部队向平绥铁路东段、平汉铁路北段和津浦铁路北段进攻，切断了石德、北宁铁路，解放察哈尔，对北平、天津、石家庄、保定等城市形成包围。晋绥军区部队切断了同蒲铁路北段和汾（阳）离（石）公路，解放绥远和山西北部广大地区，逼近太原、大同等城市。晋冀鲁豫军区部队向道清铁路、平汉铁路中段和同蒲铁路南段进攻，解放邢台、焦作、邯郸等城市，逼近新乡、开封。山东军区部队分五路对胶济铁路和津浦铁路中段展开进攻，切断了津浦铁路，解放烟台、淄博等城市，逼近青岛、济南、徐州。新四军向平汉铁路南段和津浦铁路南段进攻，并北出陇海铁路线，攻克县城近50座，打通了华中与山东的联系，直逼南京、上海、宁波、信阳、武汉。华南人民抗日游击队向粤汉铁路南段和广九铁路进攻，解放广东和广西部分地区。这期间，挺进东北的部分八路军、新四军部队和东北抗日联军一起，配合苏军迅速解放了东北全境。
8月10日，日本政府照会美、苏、英、中四国政府，表示愿意接受《波茨坦公告》。8月15日，日本正式宣布投降。9月2日，日本天皇和政府及日军大本营的代表在投降书上签字。至此，中国人民抗日民族解放战争胜利结束，它标志着世界反法西斯战争的完全胜利。
在解放区抗日武装力量举行全面反攻，收复失地，逼近大中城市和主要交通线之际，蒋介石竟然接连发布命令，令八路军“原地驻防待命”，不得“擅自行动”；令伪军“负责维持地方治安”；令日伪军不得向八路军、新四军投降；令国民党军“积极推进”，企图独占抗战胜利果实。由于日伪军拒绝向中国共产党领导的抗日武装力量缴械投降，解放区抗日武装力量的全面反攻作战一直持续到1945年底。据不完全统计，自1945年8月9日至12月底，八路军、新四军和华南抗日游击队共歼灭日军万余人、伪军38.5万余人，收复县以上城市250多座，取得了全面反攻的重大胜利。抗日战争的胜利，是中国人民一百多年来第一次取得反对帝国主义侵略战争的完全胜利，为中华民族由近代以来陷入深重危机走向伟大复兴确立了历史转折点。中国人民在抗战中取得了巨大的战绩，中国军队共毙伤俘日军155万余人（其中解放区抗日武装力量毙伤俘52万余人，国民党军毙伤俘85万余人，东北抗日义勇军等抗日武装毙伤俘17万余人）。解放区抗日武装力量歼灭伪军118万余人。日本战败后，向中国投降的日军共128.3万人。同时，中国人民也付出了巨大的牺牲。据不完全统计，中国人民群众伤亡3120余万人，中国军队伤亡380万余人，军民伤亡共3500余万人，占第二次世界大战各国伤亡人数总和的1/3还多。中国财产损失和战争消耗达1000多亿美元，间接经济损失达5000亿美元。海外的爱国侨胞从人力、道义和经济方面，支援了祖国抗日战争。中国共产党及其领导的抗日武装力量，为争取抗日战争的胜利起了中流砥柱的作用。中国人民的抗日战争，牵制了日本陆军主力，打破了日本“北进”侵苏计划，迟滞了日本“南进”侵略步伐，从而在战略上有力地支援和策应了苏、美、英等盟国作战。中国战场是反对日本法西斯侵略的东方主战场，中国人民是战胜日本帝国主义的决定性力量。中国抗日战争对世界反法西斯战争的胜利作出了不可磨灭的伟大历史贡献。