这时候，蒋介石发来训令：“务必在‘九一八’国耻纪念日之前夺回腾冲！”攻城部队加强攻势。12日夜，太田正人知道末日来临，便向军司令官和师团长发出凄惨的诀别电，烧毁军旗和密码本，破坏了无线电通讯设备，用残余兵力进行最后抵抗，结果全部被歼。五十多名残敌趁深夜暴雨向东门外偷逃，也全部被歼。到14日上午，城内零星的日军已被肃清，腾冲完全收复，比蒋介石规定的期限提前了四天。
霍揆彰集团军的战报说：腾冲反攻战打了大小四十多仗，毙敌联队长藏重康美大佐以下军官一百多名，士兵六千多名；我军伤亡官佐一千三百多名，士兵一万七千多名。阵亡官兵和死难民众埋葬在腾冲国殇墓园，蒋介石、于右任与何应钦等人撰写了挽联。
在滇西反攻的左翼，宋希濂集团军于5月29日分别从攀枝花和毕寨各渡口渡江，分南北两路攻击龙陵和松山。