1944年5月， 71軍受命參加滇西反攻，主攻龍陵。副軍長陳明仁率大軍繞過鬆山，出敵不意，一舉攻佔龍陵和松山間的聯絡點——鎮安街，切斷緬滇公路，進圍松山。中國軍隊從6月4日開始進攻，至9月7日克復，血戰3個月零3天，其間大規模戰鬥十次，故名“十戰松山”。這是一場毅力的較量。其間，因松山久攻不克，蔣介石大爲震怒，要求必須於9月18日國恥日前拿下松山，否則軍、師長都要以“貽誤戎機”領罪。日軍從騰衝方向調來援兵，71軍之87師作戰不力，師長張少勳喪失信心，打電話給集團軍司令宋希濂請求後退。
陳明仁知道後警告道：“71軍歸我指揮，師長不能直接報告總司令，總司令也不能直接處理這個問題。”張少勳精神崩潰，只得提槍自殺。張少勳自殺未死，陳明仁知道後又殺氣騰騰地對宋希濂說：“自殺而不死，是爲了逃避責任，我一定要槍斃他。”宋希濂也爲之膽寒。此後，陳明仁另選師長，重新調整部署，和友軍一道繼續猛攻松山，最終全殲松山守敵和龍陵外圍之敵，號稱“戰爭之花”的日軍指揮官鬆井旅團長只得剖腹自殺。松山既下，龍陵已成孤城，陳明仁又挑選精兵組成敢死隊突入城內，經過七天七夜巷戰，守敵2000餘人大部被殲滅，小股逃入原始森林後，亦被陳派兵追殲。隨軍觀戰的美國聯絡組組長稱：“中國軍隊吃苦耐勞精神和作戰勇敢，都是世界少有的。”
回龍山戰役
松山收復後，碌碌無爲的軍長鍾斌捲起鋪蓋兒走路，陳明仁接任軍長。1945年1月，中國軍隊重兵圍攻中緬邊境重鎮畹町制高點——回龍山，邱清泉的200師及其他部隊輪番攻擊，紛紛敗下陣來。久攻不克，盟軍揚言要放棄對國軍的空軍支援，遠征軍司令衛立煌請陳明仁掛帥。陳明仁向衛立煌和盟軍將領立下軍令狀：“我的部隊明天到達，後天接防，第三天攻下。”三天後，在國內外大批觀戰將領的衆目睽睽之下，陳明仁統一指揮盟軍所有參戰空軍、陸軍進攻回龍山，如期將軍旗插上回龍山主峯。
回龍山之役是遠征軍滇西反攻以來最暢快淋漓的一次攻堅戰，美國人稱之爲“一部軍事指揮藝術的傑作”，陳明仁也被美軍譽爲“傑出的中國名將。”
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