在此同时，四十万日本陆军，由舰船运载，分无数路在东南亚菲律宾、马来亚、新加坡、香港并太平洋各岛登陆，夺取东南亚。以日军偷袭珍珠港为契机，太平洋战争爆发。十二月八日，美国对日宣战。九日，国民政府也发表文告，正式对日本宣战，宣布废除所有中日间一切条约、协定、合同。中共也在十二月九日发表宣言，提出要与美、英及其他抗日友邦缔结军事同盟配合作战，建立太平洋一切抗日民族的统一战线，坚持抗战至完全胜利。
因太平洋战争爆发，中国不再孤军对日作战，中国抗日战争的战略环境大为改观，军民愈坚定了抗战必胜的信念。
以1941年12月珍珠港事件为契机，中日战争进入第二期第三阶段。第三阶段共发生十一次会战，计为：1941年12月第三次长沙会战；1942年5月浙赣会战；1943年4月豫中会战；5月鄂西会战；11月常德会战；11月滇西缅北会战；1944年5月长衡会战；8月桂柳会战；
1945年3月豫西鄂北会战；4月湘西会战；5月桂柳反攻战。总计第三阶段十次会战，日军用兵64个师，中国军队用兵150个军。日军累计折损30万人。