1943年春季以来，为打通中印公路，中国军队在缅甸发动反攻。为此，陆续从四川、江西等地抽调兵力，转用于滇、缅。
日中国派遣军8月28日制订的本年度秋季以后作战指导大纲规定：为了打击第六战区的主力部队，以动摇中国继续抗战的决心和对向云南、缅甸地区调动的中国队进行牵制，令驻防武汉地区的战略机动兵团第11军派出5个师团的兵力，向常德地区进攻。
由于第11军兵力不足，中国派遣军从驻防沪宁地区的第13军中，抽安庆的第116师团和徐州的第65师团的3个大队，归第11军司令官横山勇指挥，从9月末开始，向湖北沙市、石首间长江北岸一带集中部队。参加常德会战的日军有：第3师团（山本山男），第13师团（赤鹿理）、第39师团（澄田崃四郎）、第68师团（佐久间为人，配属第40师团步兵第234联队），第116师团（岩永汪、配属独立山炮第2联队）、第52旅团（古贺龙太郎，由第58师团调来）、步兵第216联队（由第34师团调来）及柄田支队（由第65师团调来之3个步兵大队）。总兵力近10万人。并配属有陆军航空兵第3飞行师团第44侦察战队，另外，第3飞行师团之第25，第90、第16战队亦进行支援。共有飞机100余架。
日军第11军进攻常德的计划，分为2个步骤实施。
第一步，预定10月31日渡过长江。11月2日，5个师团并列攻击前进。将第10集团军和第29集团军等压迫至渔阳关以西之山区后，向沣水北岸转进，从左向右，第68师团进至南县、安乡地区，第116师团进至沣县以东地区，第3师团进至沣县以西地区，第13师团及第216联队进至慈利地区，第39师团在宜都及其西南的渔阳河东岸及仁和至河口一线占领阵地，阻止第六战区的部队东进、保障进攻常德之4个师团的后方安全。
第二步，进攻各师团渡过沣水后，右翼的第6师团和左翼的第3、第13师团，分由常德以东、以西向常德南方迂回包围，然后，中路的第116师团直接进攻常德。其具体部署是：第68师团由南县的三仙湖一带渡过洞庭湖，进至常德东南的汉寿、德山，阻止由南方来援之中国军队；第13师团由慈利附近渡过沣水后，进至慈利以南黄石镇、理公港之线，阻止由西方来援之中国军队；第3师团由石门地区渡过沣水后，迅速南下，进至桃园，控制沅水两岸，阻止由南方来援之中国军队和切断常德守军的南退通路；第116师团由沣县东西地区渡过沣水后，沿公路经临沣至常德城郊，尔后攻占常德。
第六战区对日军进攻常德的企图，事先己有觉察。第六战区司令长官孙连仲决心诱日军主力于沣水及沉江两岸后，依正面抵抗及外翼之向心攻击，将其压迫于洞庭湖畔而歼灭之。其兵力部署是：以第29集团军一部对华容、藕池口间日军；第10集团军一部对藕池口、宜都间日军持久抵抗，消耗敌人，以主力向淬水及沅江两岸集中，准备邀击日军。
参加常德会战的第六战区部队有：第29集团军（王缵绪），辖第44军（王泽浚，3个师）、第73军（汪之斌，3个师）；第10集团军（王敬久），辖第79军（王甲本，3个师）、第66军（方靖，2个师），第26集团军（周曾），辖第75军（柳际明，3个师）、第32军（宋肯堂，2个师）；第33集团军（冯治安），辖第59军（刘振三，3个师）、第79军（何基沣，3个师）；江防军（吴奇伟），辖第8军（罗广文，3个师）、第86军（朱鼎卿，1个师）；王耀武兵团，辖第74军（王耀武，3个师）、第100军（施中诚，2个师）。会战过程中，第九战区（薛岳）又有2个兵团投入：李玉堂兵团，辖第99军（梁汉明，3个师）、第10军（方先觉，3个师）；欧震兵团，辖第58军（鲁道源，2个师）、第72军（傅翼，2个师）及暂编第7师。共计42个师，但其中有一部分虽在会战部队战斗序列之内，实际上并未投入使用。真正参加会战的约有30个师的兵力，并20余万人。另有中国空军第2、第4、第11大队，中美混合团及美军第14航空队进行支援，共有飞机约200架。
1943年11月2日傍晚，日军第一线各师团分别由弥陀寺至华容间地区开始进攻。第39师团4日拂晓渡松滋河时，曾遭到守军的坚强抗击。5日攻占松滋。当日晚进到茶元寺时，遭守军第66军猛烈反击，伤亡甚大。7日后，推进至渔洋河东岸，配置于渔洋关以南育儿山至枝江一线，构筑阵地，改为守势，以掩护进攻常德各部队之后方。第13师团4日渡过松滋河后，南下途中，在街河市曾遇到守军的抵抗。6日进至暖水街，在附近的蒋家坪、芭蕉溪地区，遭守军第79军强烈反击。激战至12日，推进至刻木寺地区，作第二步作战之准备。第3师团4日攻占公安，6日进至王家场、和尚恫地区时，亦遭到守军第79军强烈阻击，攻势稍挫。第116师团5日进至达泥湖以南的三汉脑时，遭守军阻击，进展迟缓。9日晚，与守军第44军激战后占领津市。11日下午，到达淬县以北地区，即停止作第二步作战之准备。第68师团2日夜渡过九都大河。3日攻占南乡，进至安乡附近时，守军第44军的部队不战撤走。6日占领安乡，即在该地作第二步作战之准备。
日军稍事整顿，从11月13日开始，按第二步作战计划向常德进攻。此时，第六战区的部队亦已加强防守和反击的准备。日军右翼第13、第3师团，齐头并进，进攻石门。守军第73军依托工事，坚守阵地。血战3日，该军伤亡达半，其暂5师师长彭士量阵亡，被迫向慈利以西转移。日军于15日占领石门，第13师团向慈利追击，第3师团迅速南进，击退沿途的阻击，于11月21日迂回至常德西南的桃园一带，控制了沅江两岸。日军左翼第68师团，由安乡以南下鱼口乘船，在洞庭湖赤山岛北部上岸，于11月22日攻占汉寿，日军中路第116师团，以主力进攻沣县，一部由沣县西的合口渡过沣水，迂回至沣县以南进攻临沣。18日攻占临沣。19日沣县亦失守。在沣县战斗中，守军第44军全力抗击，战斗极为激烈，部队伤亡惨重，第150师师长许国璋阵亡，被迫南撤。
第六战区司令长官孙连仲决定在常德附近围歼进攻的日军，命第74军第57师固守常德，第44军固守太阳山、太浮山、盘龙桥；令第100、第74军主力，由桃园西北地区亘慈利间向日军右侧背包围攻击。通过军事委员会另内第九战区抽调第10军及第58、第72军之各一部，逐次向常德增援。另令第18军由三斗坪向津市，沣县进出，进攻日军的后方。第57师兵力约1.3万人，师长余程万防守常德的部署是：所属第169、第170、第171团，分别防守城北、城西和城东。其防御体系是，在城郊利用水濠、障碍物筑成有一定纵深的阵地，在日军可能通过的道路和可能利用的地形之处，均埋设大量地雷，城内则堵塞街道，利用民房组成交义火网，并打通墙壁，沟通各防御工事间的联系。
11月21日晚，日军第116师团经激战后攻占沅江北岸的陬市，22日进至常德以北五里岗一带，击退守军警戒分队后，占领黄土山。此时，日军第3师团已在慈利东南漆家河击退由长沙来援的第100军的部队，进至常德以南的木马山、甘家坪一带集结。23日，日军第116师团由黄土山向常德进攻，遭到第69团坚强抗击。在猛烈、密集的炮人和中国空军的火力击下，日军伤亡很大，并无进展。当晚，其第109联队长布上照中炮阵亡。日军第11军司令官横山勇感到常德防守坚强，以第116帅团单独兵力难以突破守军阵地，决定改变计划，增加兵力，由军直接指挥攻城。冷第116师团从北、西两面进攻，第3师团一部由南面进攻，第68师团一部由东面进攻。调整部署后，预定25日发起总攻。
11月25日，日军在20余架飞机支援下，由四面围攻常德。城西战斗最为激烈，第170团先后有3位营长牺牲，日军第3师团第6联队长中烟护一在城南被中国空军飞机的机枪击中阵亡。日军连续猛攻3日夜，城内外形成火海，尸骸枕籍，守军仍然英勇奋战。28日凌晨，日军第116师团一部突人城内。29日，西、北、东门的日军均突人城中，遂展开惨烈巷战。守军与日军逐屋争夺，伤兵皆裹伤继续战斗。血战至12月2日，第57师仅存500余人，仍固守城西南隅数据点艰苦抗击。在此期间，常德外围第六战区第18、第79、第73、第44、第74、第100军以反包围之态势，向日军第13、第3师团进攻。第73军于24日收复兹利，第100军于27日收复桃园。
第九战区增援常德的部队最早到达的是由衡山来援的方先觉之第10军。遵照第九战区司令长官薛岳26日的指示，由右向左，按第190师、第3师、预备10师的顺序，并列向德山东西之线前进。日军第68师团和第3师团分由汉寿和常德城南向第10军进攻。27日，在益家冲东西之线遭遇，展开激烈战斗。29日，方先觉令第3师留第8团牵制当面日军，师主力由日军间隙突击德山，增援常德。30日夜，第3师攻占德山，日军多次反击，均被击退。12月1日，留第9团守德山，第7团钻隙挺进，突至常德汽车南站，因无船只，未能渡沉水与第57师会台，被日军包围，伤亡殆尽，仅少数人突围返回。第190师被日军第68师团阻止于益家冲以东地区，无法增援第3师。预备10师在益家冲与日军第3师团苦战，师长孙明瑾阵亡，副帅长重伤，至1日夜，全师仅存600余人。12月2日夜，常德城内守军第169团团长柴意新主动要求率部死守，以掩护师长突围。余程万率100亲人于3日未明突围而出，柴意新团长等于当日上午全部战死，常德失守，当日晚，困守德山的第190帅及其第9团已大部伤亡，团长张惠民亦已阵亡。师长周庆祥率残部于5日由德山突围。同日，由第九战区来援的第58、第72军及暂7师等陆续来到，由欧震指挥，开始反攻。8日晚，收复德山，肃清沉水南岸日军。
12月3日日军占领常德后，第11军于6日接到中国派遣军的电令；“适时放弃常德，部队撤返原驻地。”12月11日晚，日军开始从常德撤退。12日夜，当其退至淬水北岸时，日本大本营“为了将来打通大陆交通线”，认为“以确保常德地区为有利”，令中国派遣军不要撤迟。中国派遣军总司令官佃俊六当即令第11军准备重新进攻常德。但第11军司令官横山勇认为部队已在严冬中作战月余，因受中国军队的有力抗击，部队平均已减员18％以上，目前第六、第九战区的部队战斗意志仍极旺盛，一直在主动寻找日军作战；而且从武汉至常德的兵站补给线太长，必将受到袭扰，部队恐难以保证供给，因而提出希望“停止这次作战，等明春作好准备后再开始”进攻。后又当面向中国派遣军参谋长汇报，“要确保沣水一线，至少需增加3个师团”。几经周折，最后，大本营同意撤军。12月18日，日军第11军各师团从沣水北岸地区开始向原驻地撤退。常德会战结束。
此次会战，日军第11军统计，共伤亡4251人，内军官332人。日中国派遣军总司令官畑俊六12月18日日记记载为，“因敌坚固防守，致我军遭受很大损失，作战总兵力约为5万人，减员率达1万人”。中国军令部记述杀伤日军约2万人，中国军队伤亡约3万余人。日军第11军统计，中国军队被俘人员为14025人。