1944年7月底，中国远征军4万多人将腾冲县城团团围住。在远征军最初的攻城计划中，并没有利用火力炸开城墙的方案，没有人愿意以收复的名义摧毁这座“高黎贡山外的小上海”。
云梯攻城，血水成沟
1944年8月2日，中国远征军第二十集团军对腾冲县城发起总攻。由于城墙主体并不在火力打击的范围之内，远征军官兵只能使用与城墙同样古老的云梯攻城法。老兵彭良回忆：“我们把竹子做的梯子接起来，一把一把地搭在城墙上，爬城墙打日本鬼子。人爬上去的时候，日本人根本不打枪，直接用刺刀就戳了下来。”老兵杨大雄回忆：“城墙上有枪口，敌人打枪，一枪一个，我们打几百枪都打不到一个，即使你往洞洞里面打进去也打不到他。”
8月2日傍晚，腾冲城墙仍牢牢掌握在日军手中，攻城部队的伤亡总数已超过1000人，但司令部慎用焦土手段的命令不可违抗。“当官的拿着名单，安排某几个人上。一回上四个，上梯子，嗒嗒，掉下来，另几个又上梯子，又掉下来，人都堆了一堆。”老兵董灯玉说，“人家说，血水成河，我看见的是血水成沟，血水从城墙下成一股沟地淌下去。”
在腾冲，一个故事流传至今：一天早晨，远征军的一个连队接到攻打腾冲西门的命令。出发前，大锅里的早饭怎么煮也煮不熟。连长对士兵们说：“也许今天就是我们分别的日子。”正午时分，整个连队回来的，只有3个人。那一天，所有能够爬上城墙的远征军官兵，没有一人能活着走下城墙。
面对惨重的牺牲，远征军被迫开始尝试坑道爆破的方法，力图实现局部突破。尹龙举回忆：“我带了一个工兵营，晚上的时候到南门城墙脚下去挖墙洞，把几百包美国的TNT炸药塞到里边去炸城墙。到天快亮的时候，拉引线，炸开缺口，步兵就由那个缺口进去。”
寸希廉回忆：“炸垮一个地方，日军马上就封锁那个地方，中国士兵没有办法登上去。”
废墟巷战，3天推进10米
远征军高层终于意识到：不彻底消灭据城死守的日军，就永远无法收复腾冲。8月5日起，美军轰炸机每天都使用重磅炸弹对腾冲古城墙与市区建筑进行地毯式轰炸。连续10多天猛烈轰炸，腾冲古城墙被炸开了19个大缺口。8月20日，中国远征军从三个方向突破腾冲城墙。
残酷的巷战开始了。8月23日，第二十集团军司令部接到前线战报：3天时间里，远征军官兵在腾冲城西仅仅推进了15米，城东只推进了10米。面对几乎无处不在的日军狙击手，中国军队不得不躲进房屋，与日军隔墙对峙，并用美式火箭筒与手榴弹，将日军据守的建筑逐个摧毁。
蒋自芳提及一个细节：“一个日本人，我们打到了他的脚一枪，他招了招手，意思是把他打死，我们这边就不打，看他怎么办。他就掏出手榴弹来，把引信一拉，炸了以后就滚下去了。”
尹龙举感叹：“打到最后，日本人还是死不投降，他们的精神就是要为天皇效命。后来他们把电话、电报机全部砸碎，在那儿唱国歌，然后再冲出来。”
收复腾冲，仅俘53人
9月14日10点，日军据守的最后一处房屋被炸毁。中国远征军以9000多名官兵英勇捐躯的代价，收复了已成一片废墟的腾冲。这是抗战爆发后中国军队收复的第一座日军设防城市。
日军腾冲守备队3000余人最终被全歼，连同随军慰安妇在内，仅有53人被俘。老兵张体留记得，打扫战场时，“从拐角楼跑出5个日本人投降，过来的那日本人还写字，写什么‘大日本’，后来打了他两个耳光，就不敢再写‘大日本’，又写他当兵三年，他家里面还有什么人，还拿出相片来，上面有他老爹、老妈、媳妇，还有个年纪很小的女儿。说老实话，当时年轻，看到日本人来投降，眼睛已经打红了，因为家乡人被打死太多了，战友也被打死太多了，也就管不了那么多了，就一排冲锋枪把他们都打死了。”
在困守腾冲的日军当中，有一个特殊群体——家乡沦陷13年、被日军胁迫来的中国东北人。老兵邵曰校说：“敌人有些兵说：‘我们是东北的，我们是中国人，是被逼着来的，我们当初被抓来，是10家保1个，如果打仗的时候我们跑掉了，那么这10家人就死光了’，讲得很可怜。”
超度亡者，建国殇墓园
时为腾冲和顺乡村民的李坤拔忘不了战后腾冲城的惨状，“攻完城三天以后就让老百姓参观。真的是战场，非常惨，腿挂在树上，手挂在墙上，底下全部是血，真让人害怕。我记得有一个四川人，他在棺材里头骂，我就跑去问我父亲，他为什么要骂。我父亲告诉我，他还没死，就把他放进棺材里，美国人检查过了，他全身都烂了，没有办法医了，只是心脏还在动……”
“所有在城里边死了的日本人，挖了一个坑，全都埋在里边。解放以后，农民还去挖那些骨头土来做肥料。”老兵李会映回忆，“在和顺开追悼会的时候，师长说，我们预备二师上火线时是一万多人，现在只有七八百人，那么多的人去哪里了？才说完就哭了。全场的那些机关单位人员、学校的老师学生全都哭了。”
李会映讲了一个带点奇幻色彩的故事：“打完仗，晚上的时候，只听见这些亡兵——日本兵，中国兵——在街上走，数一二三，闹得不得了，吓得老百姓不敢出来。腾冲人说要超度他们，让他们不要再吵下去了，所以就建了国殇墓园。”
