仅半个月时间，西路军就取得了丰硕战果：在占碑市至巨港的公路上，击毁日军运输车辆30余辆，缴获粮食10余吨、弹药5万余发；炸毁日军通讯站5座，切断了日军占碑省与南部据点的联系；伏击日军小股巡逻部队10余次，歼灭日军1000余人。日军的补给线被搅得支离破碎，南部据点的粮食、弹药供应陷入瘫痪，士兵们饥肠辘辘，士气低落，战斗力大幅下降。
日军对西路军的游击战术恨之入骨，调集兵力展开“清剿”，采取“烧光、杀光、抢光”的三光政策，企图切断西路军与民众的联系。但占碑省的华人与当地民众对日军的暴行深恶痛绝，纷纷支持西路军的抗战：为游击队员提供粮食、药品与情报，为他们搭建秘密藏身之处，甚至主动参与破袭行动。在民众的支持下，西路军多次避开日军的“清剿”，并趁势发起反击，让日军的“清剿”行动屡屡落空。
中路军由远征军主力约1.8万人组成，向苏门答腊岛南部的巨港省推进，目标是收复巨港油田这一战略核心。巨港油田是日军在南洋的第一大油田，日军在此部署了第25师团主力约2.5万人，配备40辆坦克、50门火炮及30架飞机，依托油田设施与周边的丛林、河流，构建了多层次的立体防御体系。
中路军指挥官、陈文彬亲自坐镇，率领部队向巨港省稳步推进。日军凭借兵力与装备优势，多次发起反扑，中路军在推进过程中遭遇了顽强抵抗。在巨港油田北部的普拉旺地区，日军的坦克集群与步兵协同发起猛攻，中路军的防线多次被突破，士兵们伤亡惨重。陈文彬见状，决定改变战术，命令中路军暂缓正面进攻，转而以游击战术袭击日军的油田设施与补给线，消耗日军的有生力量。
中路军派出多支精锐游击小队，潜入日军油田区，开展破袭行动。队员们在夜色掩护下，避开日军的巡逻队，用炸药包炸毁了日军的多座油井、炼油厂与输油管道，引发了熊熊大火。大火持续燃烧了三天三夜，日军的石油产量大幅下降，从每日3000吨锐减至不足500吨。同时，中路军还袭击了日军的补给仓库与运输车队，切断了日军的粮食与弹药供应。日军在油田设施被毁、补给中断的情况下，战斗力大幅下降，防御体系逐渐出现裂痕。
1943年6月，经过三个月的袭扰与消耗，陈文彬判定总攻巨港的时机已成熟。他下令东路军、西路军向巨港省靠拢，与中路军汇合，集中远征军主力约4万人，对巨港省发起总攻。此时，兴南为支援苏门答腊远征军，派遣海军“南洋号”航母战斗群抵达苏门答腊岛南部海域，舰载机对巨港的日军机场与防御工事发起轰炸，击沉日军运输船3艘，为远征军提供了有力的空中与海上支援。
6月15日拂晓，总攻正式打响。远征军的炮火对日军的防御工事展开地毯式轰炸，105mm榴弹炮与155mm重炮的轰鸣声震耳欲聋，日军的碉堡、战壕被逐一炸毁；兴南空军的战斗机中队从爪哇岛机场起飞，长途奔袭至巨港上空，与日军的零式战斗机展开激战，击落日军飞机10架，夺取了制空权。
在地面进攻中，远征军兵分三路，向巨港市区与油田区发起猛攻：东路军从东部山地迂回，攻击日军的侧翼；西路军从西部河流沿岸推进，切断日军的退路；中路军则正面进攻油田区与巨港市区。日军的坦克与火炮虽然依旧猛烈，但在远征军的反坦克炮与坦克集群的打击下，逐渐失去优势。“雄狮”iii型坦克凭借厚重的装甲与强大的火力，碾压日军的防御工事，为步兵开辟进攻通道；远征军士兵们在坦克掩护下，冲锋陷阵，与日军展开殊死搏斗。
在油田区的战斗中，日军为了阻止远征军收复油田，企图放火焚烧剩余的油井与炼油设施。远征军士兵们见状，不顾生命危险，冲入火场，与日军展开肉搏战，奋力扑灭大火。士兵王勇抱着炸药包，冲向日军的一辆坦克，拉响引信后与坦克同归于尽，用生命为战友们开辟了前进道路；班长李建国带领全班战士，坚守油田区的一个制高点，连续击退日军的三次冲锋，全班战士伤亡过半，仍未放弃阵地。
经过五天五夜的惨烈激战，远征军终于攻克巨港市区与油田区，歼灭日军2万余人，缴获坦克40辆、火炮50门、飞机10架，以及大量的石油、弹药与军用物资。日军第25师团师团长在突围过程中被远征军击毙，残余日军向苏门答腊岛南部逃窜。
巨港油田的收复，标志着苏门答腊岛反攻取得了决定性胜利，但日军并未完全退出岛屿，仍有约1.5万残余兵力在南部的楠榜省、明古鲁省负隅顽抗。陈文彬下令远征军继续向南推进，对日军残余势力展开清剿作战。
苏门答腊岛的反攻进入了持久战阶段，远征军面临着恶劣的自然环境与日军的顽强抵抗。热带雨林的高温、潮湿、蚊虫叮咬，让不少士兵患上了疟疾、痢疾等疾病，非战斗减员持续增加；日军则利用南部的山地与丛林，开展游击战，频繁袭击远征军的补给线与小股部队。但远征军将士们凭借坚定的抗战意志与灵活的战术，逐步肃清日军残余势力。
在清剿过程中，远征军继续推行“游击战+攻坚战”相结合的战术，对日军的据点逐个击破，同时加强对民众的宣传与动员，争取当地民众的支持。越来越多的本地华人与土着居民加入抗战队伍，为远征军提供情报、向导与后勤支援，让日军陷入了人民战争的汪洋大海。
到1944年3月，经过整整一年的艰苦作战，苏门答腊远征军终于肃清了苏门答腊岛南部的日军残余势力，彻底收复了苏门答腊岛的大部分地区。此战，远征军共歼灭日军4.5万余人，缴获坦克60辆、火炮80门、步枪3万支、子弹500万发，以及大量的石油、锡矿等战略资源。远征军也付出了伤亡1.5万余人的沉重代价，无数将士长眠在苏门答腊岛的土地上。
