陈哲回到国内时，湘西会战已经落下帷幕。
湘西会战，又被称为“雪峰山会战”，它是中国抗日战争时期正面战场上的最后一次会战，具有极其重要的历史意义。
这场战役的爆发源于侵华日军对芷江空军基地的觊觎，因此它也被称为“芷江作战”（日方称“芷江攻略战”，中方则称“芷江保卫战”）。
1945年，世界反法西斯战争已经接近尾声，日本侵略者为挽救其灭亡的命运，制定“本土决战”计划。
为配合其集中兵力和实施本土决战，4月初，驻湖南日军调集5个师团3个独立旅团约8万人，由第20军司令官坂西一良指挥，从宝庆（今湖南邵阳）、东安等地向湘西发起进攻，发动了对湖南的最后一次、也是对中国战场的最后一次进攻作战——湘西会战。
湘西会战于1945年4月9日打响，侵华日军此战的直接目的是争夺芷江空军基地，企图从芷江攻入重庆或贵州，以达到南北夹击、消灭国民党的目的。
中国军队以何应钦为总指挥，率王耀武第4方面军、汤恩伯第3方面军、王敬久第10集团军、李玉堂第20集团军，以及新六军，在中美空军的支援下，以雪峰山为依托，与日军决战，确保芷江空军基地。
湘西会战从4月9号开始，至6月7日结束，历时约2个月。
国民党军队采取诱敌深入，据险抵抗防御策略，在中美空军的协同作战、中共地方组织和游击队的配合及湘西民众的支持和参与下，给日军以沉重打击，最终以日军溃败而告终。
历经55天，这场“芷江保卫战”终以日军被击毙3万余人、部队彻底溃败告终。
据学者罗玉明《抗日战争中的湖南战场》一书中的记载，整个会战，中国军民以伤亡余人的代价，俘敌247人，缴获大小火炮24门、步枪1300余支、机枪100余挺、其它战利品24吨，彻底粉碎了日军攻略芷江的战略意图。
这是中日双方在正面战争场进行的最后一次大战。
湘西会战不仅打退了日军的进攻，保卫了芷江机场，还揭开了国民党正面战场反攻的序幕，是国民党战场从防御转入反攻的重要转折。
湘西会战的胜利还促进了芷江受降，预示着中国军民十四年抗战的胜利即将来临。此外，湘西会战的胜利，还使中国的国际地位和声誉有所提高。
为攻占芷江，1945年3月下旬，日军赶修了衡邵、潭邵公路，并在邵阳及附近集聚粮食、兵器、弹药等战备物资。
接着调兵遣将，令第20军司令官坂西一郎为指挥官，坐镇邵阳，率第20军及第11军之34师团为主攻部队，共5个师团，加3个独立混成旅团，另配备飞行44战队一部、独立飞行54中队协同作战。
日军计划兵分三路进攻芷江：中路日军担任主攻，由第116师团、第47师团和独立混成第86旅团在湘潭、湘乡、衡山、衡阳到邵阳一带集结，准备从邵阳沿邵榆公路及其两侧地区西进，围歼洞口、武冈以北，沅江以东之中国守军，进而突破安江，直取芷江；南路日军第34师团和第86师团关根支队，准备攻占新宁、武冈、绥宁、洪江或由武阳、水口到洪江，协攻安江和洪江；北路日军第34师团，计划进攻新化、辰溪、溆浦；再以64师团和68师团一部向宁乡、益阳佯攻，以牵制湘北军队南下。
1944年冬，美国政府给予国民党军队25个师的美械装备，为方便联络盟军、抵制日军西进，国民军队在昆明成立中国陆军总司令部，以何应钦为总司令，下辖卢汉第1方面军、张发奎第2方面军、汤恩伯第3方面军、王耀武第4方面军，其中第4方面军守备着从广西经湖南新宁、邵阳、湘乡、宁乡、益阳至洞庭湖西岸的广大地区，主力控制于武冈、洞口、新化、桃源附近。
得知日军作战意图后，国民党军队拟定了《湘西作战指导方案》，计划利用南北横互、蜿蜓七百多里的“雪峰天险”，以雪峰山东麓为主战场，构筑纵深防御工事，采取攻势防御战略，对日军进行逐次抵抗，诱敌深入，分割包围，聚而歼灭。
具体兵力部署为：此次会战计划投入9个军20个师，共计20万人。
以第4方面军王耀武部为主力，担负正面防御，所辖第73、第74、第100军、第18军沿雪峰山一线铺开，每个军把守一条防线：第74军主力置于雪峰山东麓，占据山口，构筑决战主阵地；第100军连接第74军左翼，负责隆回地区作战，第73军负责新化县城地区作战。原湘北的第18军作为第4方面军的机动兵团到沅陵、辰溪集结，王敬久的第10集团军接替湘北防务。汤恩伯的第3方面军第27集团军守备龙胜、城步，负责黔桂路及桂穗路防务，其第94军为战役机动兵团，负责洪江地区，并策应第4方面军右翼作战。
廖耀湘的新六军于4月份由昆明空运至芷江待命，为总预备队。
以芷江机场为基地，第5、2、3等4个飞行大队之一部及美国陈纳德将军率领的第14航空队一部，各型飞机400多架协同参战。
为了打好湘西这一仗，第4方面军积极做好战守准备，派勘察组在武冈、洞口、绥宁的雪峰山考察1周，修订军用地图，记录要隘通道、制高点和特殊地物，了解情况以后，对武冈县内雪峰山2个主峰之间一条20公里长的山谷进行全面军事调整。
此外，还组织了大批抗日自卫团和游击队予以支援。
日军以第20军团为主力，司令官坂西一郎为总指挥，主攻部队为岩永汪的第116师团和渡边洋的第47师团。
伴健雄的第34师团、船引正元的第64师团、堤上树男的第68师团、独立第86旅团、3个混成旅团等部队协助主攻部队完成对正江的包围。
另配5个战斗机中队，1个轰炸机队，共有飞机135架，加上后勤部队，约10万之多。
其中，第116师团，辖步兵第109、120、133联队，骑兵第120大队，野战炮兵第122联队，工兵第166联队，辎[zi]重兵第116联队。
第47师团，辖步兵第131、91、105联队，骑兵第47联队，山炮第47联队，工兵第47联队，辎重兵第47联队。
第47师团系最后一个从日本本土调出的师团。
第34师团，辖步兵第216、217、218联队，骑兵第34联队，野炮兵第34联队，工兵第34联队，辎重兵第34联队。
第64师团，辖步兵第69旅团的4个步兵大队。
第68师团，辖步兵第57、58旅团及炮兵队。步兵第70旅团，旅团长川胜郁郎，辖步兵第54、55、132、133大队。
关根支队，支队长关根久太郎，辖独立步兵第65、115、116、117大队。
1944年，在美国的支援下，中国国民党装备了12个美械军。
会战爆发时，归第4方面军管辖的18军、73军、74军、100军等4个军中，前三个军已经配齐美械装备，第100军仍暂为国械装备。
第4方面军是国民党军队中战斗力最强的，拥有“五大主力军”中的两个军，即第18军、第74军，换上美械后，战斗力更加提升。美械军配置为：每军一个榴弹炮营，每营配备105榴弹炮12门；每师一个山炮营，每营配备75山炮12门；每团一个战防炮连，配备战防炮4门，每营一个迫击炮排，配备81迫击炮两门；每营一个火箭筒排，配备“巴祖卡”火箭筒两具；每个步兵连配有轻机枪9挺，“汤姆森”冲锋枪18支，60迫击炮6门（每排两门）及火焰喷射器一个。
1945年4月上旬，王耀武第4方面军总部判定日军即将发动侵略湘西之战，对所部兵力进行了再次部署。
第74军配属榴弹炮一个团，对空联络台一组；第100军配属山炮一个团，对空联络台一组；第73军配属山炮一个营，对空联络台一组。
重榴弹炮第2团、野战炮团、高射炮营，分别在江口、石下江地区，构筑掩体，准备以火力支援第74军方面的作战。
芷江空军基地中美混合航空兵第1团仍以芷江为基地不变，作战开始前的任务是侦察湘桂、粤汉沿线敌军动态，并轰炸敌军后方交通枢纽以及车站、仓库等设施。
会战开始后，主要轰炸指向衡阳、邵阳、洞口、武冈地区，配合地面部队作战。