9月9日，中朝軍隊完成進攻部署，中朝在朝鮮戰場前線投入的兵力達到了120萬，其中中國志願軍55萬，朝鮮人民軍65萬，而日軍也增加到了85萬，雙方都在準備迎接新的挑戰。
9月10日，日運輸船隊在飛機與護衛艦隊的護航下下粉碎了中國潛艇部隊的襲擊，抵達釜山港，在朝日軍得到了補給。
9月11日，日本政府宣佈全國實行配給制，人日均糧食配給1000克，同時限制了汽車，電，水，煤氣等使用，以支援前線的戰鬥，日本的戰略儲備已經快見底了。同日，美國宣佈加大對日石油糧食的出口，而另外幾個繼續想日本出口石油與糧食的國家也表示將加大對日本的出口。日本的戰爭潛力已經發揮到了極限，在世界經濟危機並沒出現好轉的情況下，日本的經濟已經出現了再次倒退的跡象。
9月12日2點，中朝軍隊全面展開了對日軍的進攻，在後方源源不斷運到的物資彈藥的補充下，中朝軍隊的進攻強度並沒出現減弱的現象，日軍幾處防線已經出現了漏洞，在朝日軍面臨巨大的壓力。同時，解放軍在臺灣戰場上也展開了進攻，解放軍空軍在得到了補充後，奪回了部分制空權。
9月13日，中朝軍隊已經向前推進了50公里，日軍由於補充不及時，為了防止被圍，第一防線集體退卻，進入第二防線。臺灣戰場上，日軍在日美空中部隊的支援下，在臺東與花蓮城外穩住了陣地。
9月14日，朝鮮與臺灣戰場上的日軍進行了頑強的抵抗，但是在強大的攻勢面前，也不得不收縮了防線。
9月14日8點，日本東京爆發85級大地震，受害面積達數百平方公里，而東京的幾個大的戰略糧食與石油儲備基地受到破壞，日本的糧食與石油危機加劇。在地震中的受害者達到了300萬人，死傷數十萬人。日本政府在救災的同時宣佈降低人日均糧食供應，全國私人汽車停止使用，以保證對戰場前線的物資供應。
9月15日，世界各國都表示對日本受災地區的平民提供人道主義援助，中國與朝鮮分別提供了1000萬美圓的人道主義援助。同時，世界各國都呼籲日本結束在朝鮮與臺灣的軍事行動，解決國內問題。
9月16日，日本東經爆發學生遊行，抗議日本政府在不顧國內人民生死的情況下繼續在海外做戰。日本政府緊急派遣軍隊進行了鎮壓。在鎮壓行動中，死傷學生達到500人。日本的這一行動激起了世界輿論的一致譴責，這次美國政府都對日本政府的行為表示了不滿。
9月17日，中朝軍隊的進攻取得效果，日軍在國內支援不能及時到達的情況下，已經退守在釜山守衛構築的第三條防線，雙方戰線恢復到8月31日的情形。而中朝軍隊也因為前期進攻中消耗的彈藥物資得不到即使的補給，停止了對日軍的進攻。臺灣戰場上，中國解放軍在空軍的支援下，已經完成了對臺東的包圍，日軍退守臺東城內。
9月18日，第一批國際人道主義援助運抵日本東京，開始了對日本受災地區的救援行動。日本政府表示將不會從朝鮮臺灣撤軍。
9月19日，美國政府表示將幫助日本進行災後重建，同時運載著第一批救援物資的美軍運輸機降落在了東京機場。同日美國政府在收到了日本對東京學生遊行事件的解釋後，表示美國仍然不會改變對日本的支援立場，並且表示將加大在朝臺的美特種部隊投入，以幫助日本軍事行動。
9月20日，中朝軍隊在得到了物資補給後，開始對日軍第三條防線展開進攻。日軍不得不進行防線收縮，以保持防線的整齊性。同日，中國解放軍攻日臺東市區，與日本軍隊展開了臺灣戰場上第二次城市戰。
9月21日，日本政府突然