1941年12月7日，日寇偷袭珍珠港，太平洋战争爆发。此事件可以作为第二次世界大战亚洲战场的分水岭，中国从此不再孤军奋战，而是有了实质上的盟友。珍珠港事件爆发后，美国、英国、加拿大、澳大利亚、荷兰、新西兰等20多个国家对日宣战。中国也于12月9日正式对日寇宣战，同时对德国和意大利宣战。
1941年12月23日，中、美、英三国代表在重庆举行军事会议。会后，三方签署《共同防御滇缅路协定》。同时决定在重庆成立三国“联席军事会议”机构，至此标志着中、美、英三国正式结成军事同盟。
1941年12月22日至1942年1月14日，美、英首脑罗斯福和丘吉尔在华盛顿举行阿卡迪亚会议，商讨反法西斯战争的战略问题。会议期间，美国总统罗斯福致电国民政府军事委员会委员长蒋介石，提出设立中国战区，由蒋出任战区最高统帅，指挥中国军队及泰国、越南盟军，蒋表示同意。
1942年1月3日，中国战区正式成立，并在重庆成立联合计划参谋部。此前两天的1月1日，中、美、英、苏四国领衔、26个国家在阿卡迪亚会议期间签署的《联合国家宣言》正式公布。新的国际同盟逐渐成形。
同一时期，德国和意大利向美国宣战（因德意日三国承认“汪伪政权”，所以在二战期间从未对中国宣战）。1941年12月11日，三国在柏林签订《联合作战协定》。1942年1月18日，三国签署《军事协定》，划定了三国各自的作战范围。其中，日寇的作战范围包括东京70°以东（涵盖印度）到美国西海岸的海面、大陆、岛屿等地区以及亚洲大陆。日寇的作战目标是：消灭英美荷在大东亚的根据地，进攻并占领其领土等等。
至此，轴心国阵营和反法西斯阵营已经明朗化。
国际局势的明朗，对中国战场产生了直接影响。在日寇准备发动太平洋战争期间，于1941年10月起草的《南方作战全面综合计划》中规定，日寇陆军除在本土（含朝鲜）保留3个师团外，其余50个师团的兵力分为3个作战方向。在中国东北地区的关东军包括11个师团，任务是对远东地区的苏联实施战略防御。
以中国派遣军驻华南地区的第21军为基础，组建华南方面军（后又改为南方军），包括11个师团。任务是与海军协同，对第三国（英美）进行必要的作战。中国派遣军此后保留28个师团的兵力，力图迅速解决在华的战事。
由此可见，日寇在华兵力规模有所减少。而且投入到太平洋战场的南方军战斗序列中，包括第5、第16、第18、第21等师团，都是中国派遣军中战斗力较强的师团。所以自太平洋战争爆发后，日寇在华的兵力和战斗力都有所下降。
然而此时，国民政府对抗战的态度发生了改变。自太平洋战争爆发后，中美英正式结成军事同盟，国民政府认为中国抗战不再是一场孤立的战争，取得抗战的胜利一定是建立在两个阵营之间的胜利基础之上。而且从国力对比来看，日寇的失败只是时间问题，并不存在胜负的悬念。
因此，国民政府开始刻意在战场上保存实力，不再主动向日寇发起反攻（此前在1938年初、1939年初和1939年末都曾经主动向日寇反攻）。而且自1942年起，则陆续将国军部队撤往西南大后方，以整训的名义养精蓄锐，意图日后所用。在1942年以后的几次会战中，虽然兵员素质和武器装备有所提高，但国军的战斗意志和作战欲望都有所减弱。
1942年4月18日，由杜立特率领的16架B-25轰炸机从美国太平洋舰队第16特混舰队航母上起飞，轰炸了日本东京、名古屋、大阪、神户等城市。因战机航行距离太远，没有足够的返程燃料，美军轰炸机在完成任务后按计划降落在浙江衢州等地机场。
此次空袭是日寇自抗战爆发以来本土首次遭到袭击，让日寇大本营意识到本土防御的脆弱。在此之前，日寇大本营内部还在争论是否需要继续在太平洋上扩大占领地区（陆军反对继续扩大太平洋战事，海军则支持）。空袭东京事件发生后，其内部的意见趋于一致。在太平洋上，日寇海军联合舰队决定向澳大利亚进攻（详见珊瑚海海战和瓜达尔卡纳尔战役），并动用联合舰队主力进攻中途岛，进而与美军太平洋舰队在珍珠港决战。
在中国战场，日寇大本营于1942年4月30日下达第621号大陆令，责成中国派遣军“尽快开始作战，主要是击溃浙江方面之敌，摧毁其主要航空基地，粉碎敌人利用该地区轰炸帝国本土之企图”。
同时日寇大本营下达第1139号大陆指，明确提出：“攻占敌航空基地包括丽水、衢州、玉山机场，并在一定时期确保。在形势不允许确保时，可以将机场及其各种设施、交通线予以彻底破坏后，返回原驻地”。
在第1139后指令中，日寇大本营还提出使用的兵力应由驻京沪的第13军主力和驻武汉的第11军部分部队组成，兵力规模保持40个步兵大队（约5万人）为骨干。
中国派遣军司令畑俊六和第13军司令泽田茂对日寇大本营的作战企图颇有意见。他们认为破坏机场再撤回进攻出发地，国民政府会很快对机场修复并继续使用，而且仅以击溃“敌军”为作战目的太消极。于是二人决定改变作战目的和部署，增大投入的兵力，扩大作战规模。
不久之后，中国派遣军拟定“浙赣作战”计划：作战兵力以87个步兵大队为骨干，包括第13军的60个大队、第11军第27个大队。作战步骤是以第13军部队从东向西出击、以第11军部队从西向东出击，在夺取规定的各处守军机场后，确保占领金华，并在附近部署有力兵力，以便随时可以发动新的攻势。此计划报送日寇大本营，随即被批准，并确定进攻开始日期是5月中旬。
各师团接到命令后立即开始准备，至5月13日，第13军参战的一线部队第15、第22、第70、第116师团和小园江旅团在余杭至奉化150公里正面展开。第13军正式下达命令，5月15日各部展开攻击。
同期，驻武汉地区的日寇第11军为策应第13军作战，于5月上旬开始将参战部队向南昌集中，同时命令岳阳方向的第6师团向当面守军实施佯攻。至5月底，第11军所属第3、第34师团主力，以及第40、第68、第6师团各一部在南昌以南完成集结。
国民政府方面。日寇进犯的浙赣地区主要属于第3战区，少部分属于第9战区。第3战区司令长官顾祝同，副司令长官上官云相，所部下辖王敬久的第10集团军、上官云相的第32集团军、唐式遵的第23集团军和第100军（韩文英部），共23个师，兵力20万人。
1942年4月下旬，军事委员会和第3战区察觉当面日寇自4月中旬以来突然调动频繁。遂判断日寇有向金华、兰溪、衢州发动进攻的企图。军事委员会随即决定调第9战区所属第74军（王耀武部）、第26军（丁治磐部）以及预备第5师（曾戛初部）临时划归第3战区指挥，作为战区机动部队。
同时，第3战区以第88军（何绍周部）、第86军（莫与硕部）和第74军、第26军组建第25集团军，由李觉任集团军司令。战区副司令长官上官云相在淳安建立战区北线指挥部，全权指挥钱塘江北岸的战斗。5月22日，在日寇发动进攻近一周后，第3战区确定会战指导方案，计划在各部逐步抵抗后，吸引日寇于衢州地区决战。
具体的作战安排是将会战划定为四个阶段。第一阶段在嵊县、诸暨、桐庐一线即设阵地作战。守备部队逐次迟滞、消耗日寇、判明企图，尔后后撤作第二阶段作战准备。期间，各部应伏击敌后、阻其增援。
第二阶段的交战地区设定在金华、兰溪、建德地区。该阶段是消耗日寇的主要阶段，各部应诱敌与金华、兰溪防御要点前，与先期设伏部队截击、伏击日寇。
第三阶段的交战地区是衢州地区，也是此次会战的决战地区。各部队集中战区炮兵死守衢州即设阵地，同时主力向南北山地出击，合力围歼、夹击、伏击、尾击、截击日寇，促成衢州战役的胜利。
第四阶段是追击阶段，此时敌后留守部队应彻底破坏日寇交通线、通信系统。预备队以有力一部超越追击、断敌后路，相机将后撤日寇包围在金华江北岸并聚歼之。
同时第9战区参战部队务必确保左翼（浙赣线西段）安全，以便第3战区顺利实施此次会战。
1942年5月14日至17日，日寇第13军各一线师团开始行动。从战线由东至西，日寇第70师团出奉化、第22师团出上虞、第15师团出萧山、第33师团出富阳，第116师团则跟随在第33师团身后出击。
各路日寇在沿途遭遇暂9军（冯圣法部）、第88军（何绍周部）和预备第5师（曾戛初部）阻击，守军逐次抵抗，逐步撤往金华、兰溪二线阵地。5月17日，日寇通过侦察得知守军集中在安华街、长乐、义务地区，遂将兵力左移，企图在上述地区围歼第3战区主力。
5月18日，日寇第13军司令泽田茂率司令部人员乘坐船沿浦阳江溯江南进，在义务附近触雷，船艇沉没，第13军指挥部数十人被炸死炸伤，泽田茂只好原地建立指挥部。
当天17时，第13军补充命令各部向守军发起追击，第15、第70师团在正面攻取金华，第22师团向武义出击，迂回至金华守军身后。
战至5月24日，守军进入第二线核心阵地。其中，暂9军自东阳、长乐，第88军自安华街、义务撤至金华以北，东（阳）永（康）公路两侧。预备第5师在兰溪以北迟滞日寇进攻后，奉命转移至建德以南地区。日寇各师团紧随守军进至兰溪、金华一线。
当天，日寇发现金华城内燃起大火，遂误判守军正在撤退。第13军急令各部转进沿浙赣铁路两侧西进，第70师团负责夺取金华、兰溪。第15、第22、第32、第116师团以及河野旅团（由第3、第34、第39和第40师团抽调部队临时组建）、小园江旅团绕过两地，向衢州突击。
至此，日寇分三路向守军展开攻击。其左翼第15、第22师团和小园江旅团沿浙赣铁路南侧西进。5月25日攻占古方，26日逼近汤溪、武义，构成对兰溪、金华守军右侧翼威胁。
日寇右翼第32、第116师团和河野旅团沿浙赣铁路北侧西进。5月26日，先头部队抵达衢江北岸的航埠，已经进入兰溪、金华后方。
在金华，日寇中路第70师团和第22师团、河野旅团一部抵近金华外围阵地，守军是第49军（王铁汉）第79师（段霖茂部）。5月25日拂晓，日寇在20多架飞机的支援下，向守军第235团阵地发起进攻，并以一部迂回该团阵地侧背，被守军击退。
5月26日，日寇航空兵终日在守军阵地上实施空袭，掩护地面步兵向守军阵地发起攻击。战况激烈时，日寇多次施放喷嚏式毒气弹，掩护步兵的冲锋。当天黄昏，第79师第235团和所属第1挺进纵队放弃外围阵地，向金华城内转移。
5月27日，日寇开始进攻金华城垣。在航空兵的轮番轰炸下，金华城墙和守军阵地尽毁。为守住阵地，第79师组织部队向日寇实施反击，未能奏效。5月28日，日寇突入城内，双方展开巷战。第79师连日激战，兵力受损严重，于当天黄昏撤出金华。
在兰溪，日寇第15师团一个联队在30余架飞机的空中支援下，于5月25日拂晓向守军第49军第63师（赵锡田部）发起进攻。激战3天后，守军弃守外围阵地，退入兰溪城内，双方随后展开巷战。同样在5月28日，第63师奉命突围。至此，日寇夺取兰溪、金华。
值得一提的是，5月28日上午，日寇第15师团长酒井直次在兰溪城外指挥作战时，被地雷炸成重伤，随即毙命。
5月29日，日寇三路西进部队抵近衢州。守军第88军，以及临时划归其指挥的第79、第63和预备第5师已经进入预设的侧翼阵地，准备配合正面守军与日寇在衢州决战。
在衢州，第3战区已经提前将第86军（莫与硕部）、第74军（王耀武部）和第49军（王铁汉部）部署在衢州及衢州以南地区。第25军（张文清部）和第26军（丁治磐部）部署在衢州以北。根据战前制定的会战方案，第3战区主力5个军将和日寇5个师团又2个旅团展开决战。
日寇第13军也通过侦察获悉守军在衢州地区驻有重兵，于是在进攻衢州前对兵力进行重新部署。6月1日，完成进攻准备，第13军司令部也前移到衢州东北的龙游。
6月2日，日寇小园江旅团放出一个支队向南攻占灵山镇，警戒全军左侧翼。其余部队除第70师团留守一部在龙游，保障第13军指挥部安全，所有部队均肃清守军警戒阵地，进至进攻出发位置。
6月3日，日寇右翼第32和第116师团在衢州以北，第15、第22师团和河野旅团在衢州以南发起全面进攻。在衢州以北，双方激战终日，至傍晚时守军第86军第16师阵地全部被日寇攻占，所属部队大部分溃散或逃往，师长曹振铎率残部退入城内。日寇第32师团趁势进至衢州城北门2公里处。该军军长莫与硕见形势危急，以收容溃散部队为由，率第86军直属部队逃往江山。
在衢州以南，日寇左翼的两个半师团向守军第74军第58师（张灵甫部）、第25军第40师（方日英部）、第86军第46师（陈颐鼎部）阵地展开进攻。战至日终，第58师撤至黄坛口，第40和第67师退至乌溪江西岸。
当晚第3战区认为决战时机已经成熟，遂下令各部转入攻势，预定进攻时间为6月4日拂晓。然而此时日寇第11军驻南昌的部队已经出动，于6月3日攻占进贤。鉴于战场形势复杂，军事委员会紧急命令第3战区暂停反攻作战计划。随即于6月4日正式下令“避免在衢州与日寇决战”的命令，改为“各军向浙赣铁路两侧分散配置，伺机向进犯日寇侧击”。
6月3日夜降大雨，乌溪江水位暴涨，位于东岸的日寇进攻被阻，只有第15师团一部提前过河滞留在西岸。6月4日，第22师团一部和河野旅团少量部队借助舟船或择浅滩处徒涉过河。遭遇守军第67师伏击，上述过河的日寇被悉数歼灭。
在衢州以北，日寇一部于4日向西迂回至常山，切断衢州与常山的联系。各军此时陆续收到“避免决战”的命令，遂不敢恋战，努力与日寇脱离接触。至6月5日，日寇从四面逼近衢州城垣。
6月6日，城内守军只剩下第86军的第16师和第67师，自第86军军长莫与硕临阵脱逃后，该军改由第67师师长陈颐鼎接替指挥。此时，第86军通讯器材已经被日寇飞机炸毁，守军与城外的联系断绝。陈颐鼎和曹振铎商议后，决定第64团第2营殿后，丢下所有重伤员和一切重武器、骡马车辆，利用夜色雨天向西突围。
第2营在第64团团长谢士炎和第2营营长宋汉武的率领下，孤军奋战，将日寇阻止在城门之外。战至6月7日拂晓，谢士炎率领第2营剩余的100余人从东门突围，然后绕道返回己方部队。第2营营长宋汉武则在城内指挥作战时牺牲。6月7日晨，衢州失守。
至此，日寇制定的“浙赣作战”计划任务全部完成。军事委员会战前制定的与日寇衢州决战计划在关键时刻流产。战后第86军军长莫与硕、第86军参谋长胡炎被军事法庭判处5年徒刑，第16师师长曹振铎以作战不力被解职。
此时战场上连续降雨，河水泛滥，衢州附近平原地区全被雨水淹没。日寇的各处机场也没能幸免，有3架飞机被冲走损毁，其余飞机机舱进水无法使用。浙赣铁路线上临时修建的桥梁也被冲毁，日寇第11军不得不下令暂缓进攻，衢州会战暂时告一段落。
