中国八年全面抗战进行至中途，在1941年底发生了重大转折。是年12月8日（美国时间7日），日本偷袭美国的珍珠港海军基地，旋又进攻英占香港及南洋各地，触发太平洋战争，美国对日、德、意宣战。中国随之正式向日本宣战，并加入英、苏、美等反对轴心国的同盟国阵营，蒋介石也就任同盟国中国战区最高司令。不久，中国在1943年陆续与列强签订了废除在华特权的平等新约。

随着太平洋战争爆发，中国抗战也由原来退却、相持转入反攻阶段（1941-1945）。其间中日展开了第三次长沙会战，国军坚决抵抗了日军的再三进犯，增强了抗战信心。中国也开始履行同盟国的责任，派遣远征军入缅甸抗日，取得辉煌战绩；另一方面作为同盟国要员，在1943年参加了美、英、中三国首脑会议，公布要求日本无条件投降、归还过往所占中国领土的《开罗宣言》，旋在1945年《波茨坦公告》中予以重申，同时参与了创立旨在维持和平的新国际组织──联合国。

在抗战最后阶段，日本不甘心形势逆转，在1944年4至12月发起了豫湘桂会战，重创国军。但中国军队在境内人民、港澳民众及海外华侨的大力支援下，始终坚决抗战，并在1945年春夏之际展开反攻，收复广西全境。同年8月，美军在日本广岛、长崎投下原子弹，苏联军队攻入中国东北并击溃关东军。1945年8月15日，日皇裕仁发布《终战诏书》，宣布无条件投降，第二次世界大战终结，中国十四年抗战（1931-1945）终于取得最后胜利。9月2日，日本代表签署《降伏文书》。同年10月24日，联合国正式成立，中国成为其安全理事会常任理事国（中、美、英、苏、法）之一，位列世界五强。