突破日軍防線之後，臺灣軍團沒有給對手任何喘息的機會，主力部隊毫不猶豫地向嘉義方向大踏步前進，僅僅留下兩個團的兵力阻擊兩翼的日軍雖然日軍在公路沿線構築數不清的碉堡、工事、封鎖溝、封鎖牆，但是在第十航空隊的狂轟濫炸之下，很快被夷爲平地這裡的防務原本是由日軍正規部隊負責，但是中國軍隊在西部沿海登陸之後，很快被抽調一空，臨時武裝起來的政府工作人員和僑民接替了防務，這些人雖然也異常兇悍，但是卻沒有在猛烈空襲下戰鬥的經驗，炸彈臨頭的時候，不是四處亂竄，就是不顧一切地向中國軍隊衝過去，進行自殺式攻擊，根本抵擋不住對方的迅猛突擊，很快下陣去
鬆井太久郎爲了挽回敗局，在電令在基隆登陸的海軍陸戰隊乘坐汽車全增援嘉義，務必搶在中國軍隊之前趕到的同時，親臨前線督戰，指揮部隊發動一輪又一輪瘋狂的進攻，企圖在臺灣軍團進入嘉義之前突破阻擊陣地然而，此時的臺灣軍團得到了轟炸機羣的強有力支援，士氣高漲，用自動武器、槍榴彈、迫擊炮和火焰噴射器奮力還擊，把日軍主力死死拖在陣地上，使其不能前進一步與此同時，從基隆出發的海軍陸戰隊連續遭到中國空軍的轟炸，損失慘重，還沒到彰化就已經失去了三分之一的兵力，而前面的道路又被炸成一截一截的，汽車根本無法通行，只好下車步行，以蝸牛般的度向嘉義趕去
鬆井太久郎意識到海軍陸戰隊已經不可能按時趕到，而自己的部隊又不能在短時間內突破對方陣地，唯一的辦法就是從灘頭陣地上抽調兵力，回師增援嘉義，這樣一來，很可能被登陸部隊突破防線反覆思考了很長時間，最後，鬆井太久郎把心一橫，斷然決定從臺南抽調兩個步兵大隊馳援嘉義，然後立即向聯合艦隊發報，請求立即派出大型艦艇進入臺灣海峽，從側背攻擊中國登陸部隊，以緩解海岸守軍的壓力鬆井沒有想到的是，聯合艦隊因爲被中國空軍戰鬥機羣發現，爲了躲避轟炸機羣的攻擊，只好向菲律賓方向高移動，根本不可能給他提供援助
連續三天的激烈戰鬥，槍炮聲、爆炸聲和喊殺聲幾乎響遍了全島的每個角落，密密麻麻的戰鬥轟炸機是不斷從海島上空飛掠而過，在臺灣民衆心底掀起了滔天巨浪——國軍不但佔據了戰場上的優勢，而且擁有的武器也比日軍先進，獲得最終的勝利是必然的結果，再加上臺灣軍團在島內進行的不懈努力，使民心徹底轉到了祖國一邊，開始互相串連起來，準備發動武裝起義接應國軍
當天下午四點半鐘，臺灣軍團的前鋒推進到距離嘉義縣城不到五公里遠的地方，嘉義守軍急忙在城內實施戒嚴，隨時準備進行戰鬥
嘉義守軍包括日軍一個步兵中隊和五百多人的武裝僑民，很多人連步槍都沒有，手中的武器是用竹子削成的長矛和東洋刀居民們透過自家的窗戶看到街道上四處走動的哨兵居然連步槍都沒有，膽氣頓時壯了起來，悄悄地在日軍的眼皮底下活動起來，在不到一個小時的時間內就聚集了三百多名青壯年男子，並且收集了五十多枝步槍和近千發子彈——臺灣軍團登陸之後，於日軍進行了長達幾個月時間的激戰，作戰區域幾乎遍及島上的每個角落，因而遺棄的武器彈藥也很多
下午六點整，臺灣軍團的先頭部隊突破沿途日軍的層層阻擊，準時推進到嘉義城下，隨即在迫擊炮和輕重機槍的掩護下發起攻擊，潰退回來的數百名日軍與縣城的守軍匯合起來，依託堅固的城防工事負隅頑抗由於先頭部隊沒有攜帶重武器，無法摧毀對方的堅固工事，日軍暫時逃過了滅頂之災
嘉義市民看到空曠的街道上只剩下幾十名武裝僑民在四處巡視，當即發動起來，他們從小巷裡面蜂擁而出，圍着日本僑民就是一通亂砍亂殺，很快將其殲滅，接着用最快的度在街道中間設置路障和街壘，然後與聞訊趕來的日軍對射
中國軍隊聽到城內一陣緊似一陣的槍聲之後，果斷髮起全線突擊，千餘名戰士在數十挺機槍的瘋狂射擊聲中，潮水般地向城牆衝去
當突擊隊衝到城牆前，許多射擊孔吐出罪惡的火舌，戰士們密如雨下的射擊聲中們接連倒下；突擊隊投擲的手榴彈和槍榴彈接二連三地在城牆上面爆炸，把日軍士兵炸得血肉模糊，射擊出現了短暫的停滯，爆破組義無反顧地衝了上去，用大包的炸藥把城牆炸塌
濃密的煙塵隨着坍塌的牆壁騰空而起，戰士們吶喊着向缺口處涌了上去，密集的機槍子彈從他們頭頂上呼嘯而過，劈頭蓋臉地向城牆頂端掃了過去
日軍不甘示弱，用兇猛的火力死命阻擊後續部隊前進，然後出動數十名肉彈封堵缺口，雙方你來我往，殺得難解難分，靠近城牆的街上，幾乎鋪滿了一層屍體
二十多分鐘之後，兵力消耗殆盡的日軍終於支持不住，從城牆上潰退了下去然而，他們剛剛下到城牆下面，中國軍隊就吶喊着衝了進來，用兇猛的進攻打得他們連連後退，沒等穩住陣腳，起義的市民就把日軍背後的十幾棟房屋全部點燃，用濃煙和烈火把他們趕到中國軍隊面前
8點40分，最後一名日軍士兵倒在血泊之中，嘉義縣城宣告光復
0點30分，臺灣軍團司令部與主力部隊一起趕到嘉義縣城，隨即派出一個步兵團向西部海岸推進
午夜十二點，從福建出發的後續部隊順利抵達目的地，穩住了岌岌可危的灘頭陣地
第二天凌晨五點鐘，登陸部隊在數量空前的轟炸機羣的掩護下，向日軍岸防工事發起一波又一波的進攻在重達五百公斤的航空炸彈和燃燒彈的襲擊下，日軍工事很快被炸得千瘡百孔，陣地表面也被燒得鬆軟不堪，日軍士兵只能臥倒在光禿禿、熾熱的地面上繼續戰鬥扔光了攜帶的炸彈之後，轟炸機羣輪番俯衝掃射，把日軍陣地來回梳理了一遍又一遍，大口徑機槍子彈打得砂石飛濺、血肉橫飛，日軍的傷亡急劇增加，很快就陷入了難以爲繼的地步這時候，整個臺灣地區的公路和鐵路全部被轟炸摧毀，日軍被分割成十幾個孤立的集團，補給線也全部被切斷，已經達到了崩潰的邊緣
上午八點鐘，第一架運輸機降落在臺灣軍團剛剛整修出來的野戰機場，緊接着，運輸機不斷起降，把大批的作戰物資和人員輸送過來，使兵力的優勢越發明顯
上午十點多鐘，北路軍突破日軍防線，建立了縱深五公里、寬約六公里的陣地，然後掩護後續部隊從海空兩路源源不斷趕來
等到下午兩點鐘的時候，進入臺灣島內的部隊總數已經達到了六萬多人，加上臺灣軍團的三萬多人，總兵力直逼十萬，而鬆井太久郎手中的兵力卻減少到不足五萬人，主要集中在嘉義、臺中、竹、基隆和高雄等幾個戰略要地，陷入中國軍隊的包圍之中
眼看大勢已去，鬆井太久郎率領主力部隊向東退卻，準備翻越中央山脈之後，從東部沿海港口往沖繩島撤退，同時命令據守各城市的日軍與陣地共存亡
謝長風當即率部銜尾追擊，不給日軍絲毫的喘息機會，空軍轟炸機羣是窮追不捨，持續不斷地轟炸、掃射，使日軍在撤退的道路上遺屍累累
與此同時，登陸部隊在空軍的掩護下，採用牛刀殺雞戰術，以五倍、甚至十倍的兵力圍攻日軍據守的城市，在短短兩天的時間內就攻克了島內的全部戰略要點
4月8日，鬆井太久郎與兩萬五千餘名日軍在臺東西北方向四十五公里的山嶽地區被團團包圍，中國軍隊在進行持續不斷的空襲的同時，從福建調集了一個坦克連和三十餘門50毫米口徑榴彈炮，準備對日軍發動最後一擊
4月0日，中國軍隊集中了四萬餘人，在六十餘架轟炸機的掩護下，向日軍據守的三座山峰發起總攻
由於這裡有山峰構成的天然屏障，地勢崎嶇險峻，日軍充分利用地形，在幾天的時間內構築起簡單的防禦工事，鬆井太久郎決心以此爲依託，戰至最後一兵一卒，因此日軍的抵抗非但沒有減弱，反而越來越猛烈
中國軍隊先出動轟炸機，進行長達半個小時的猛烈轟炸，然後再用重炮對目標區域進行十五分鐘的炮火準備，最後才以坦克爲先導，緩緩向日軍陣地前進日軍在全力抵禦的同時，不斷派出‘肉彈’跳入中國軍隊之中，抱住中國士兵同歸於盡，每前進一米都要付出慘重的代價，於是再次出動轟炸機羣進行加猛烈的空襲，日軍損失慘重，兵力銳減至一萬兩千人，大炮損失過半，炮彈全部打光，彈藥幾乎枯竭
4月日中午2點整，鬆井太久郎與司令部的七位高級軍官一起切腹自殺，失去指揮的日軍隨即被擊潰，大部分被殲滅，少部分逃竄到山林之中繼續抵抗
4月2日，統帥部正式宣佈臺灣戰役結束，取得了直接攻擊日本本土的前進基地