当台北入城仪式隆重举行的时候，第108轻装甲师、第13和第39海军陆战旅以及投诚起义的台湾守备第1旅团等部队则在东北军轰炸机群的掩护支援下继续对溃败的日军穷追猛打。安藤中将在万般无奈下决定将部队残部集结分散于台湾中部和南部的山丘林野间与中国军队打游击战和消耗战，试图最大限度地延迟中国军队的进攻速度。但安藤中将又很快绝望地发现，自己此举和一千五百年前淝水大战中的苻坚一样，诱敌深入完全变成了开门揖盗，其充量仅仅是在垂死挣扎而已。拥有制海权和制空权的东北军通过航母舰队和空军运输机群源源不断地将后续兵力和军用物资运入台湾，而日军的处境却已经是举步维艰。日益窘迫。加上东北军的轰炸机群整天没完没了地盘旋在日军的头上，将日军后退的重要桥梁、铁路通道、储存物资的军火库给炸得天翻地覆，使得日军的弹药粮食等补给很快陷入匮乏瘫痪状态，溃败乱流中的日军接连一批又一批地被后面海潮般汹涌追来的中国军队给鲸吞蚕食掉。在这种“牛刀杀鸡”的凶猛攻击下，新竹、台中、花莲、彰化、嘉义、台南等一连串战略要地和台湾的重要城市在短短一周之内纷纷落入中国军队之手。东北军前锋部队很快就逼近了高雄港。
从台北到台南一路丢盔弃甲损失惨重的日军仍然妄图作困兽之斗，10月15日，安藤利吉中将将第123师团和第101联队残部的7500余人全部撤入台湾南部的阿里山东部山脉中，准备依托这里的山峦屏障和崎岖的山道等地理优势继续负隅顽抗直至战至最后一兵一卒为止。但不等日军在山内构筑好简易的防守工事，东北军第108轻装甲师和台湾守备第1旅团共两万余兵力便在八十多架战斗机和轰炸机的空中支援下发动了猛攻。
尽管遭到了东北军炮兵部队和空军部队长达一个小时之久的炮击和轰炸，但死伤惨重的日军面对滚滚开来的东北军坦克部队却仍然没有放弃抵抗，大批的日军伤员纷纷组成“肉弹”部队进行自杀性攻击，使得中国军队的进攻付出了很大的代价。16日夜间，另一路东北军的第13海军陆战旅闪电般轻取高雄市并占领了高雄军港，港内日军机场上残余的二十多架战斗机和轰炸机在东北军即将攻入机场的时候纷纷抢先升空，飞入夜空中并赶赴阿里山助战。安藤中将在四面楚歌黔驴技穷的情况下，断然命令投完炸弹的日军飞机不准回到琉球机场或日军在华南占领区内的机场，而是全部撞向中国军队的阵地实施敢死进攻，并为之取名“神风敢死队”。
虽然“神风敢死队”给对此毫无防备的中国军队造成了很大损失，但仍然没有阻挡得了台湾日军灭亡时刻的到来。激战至17日下午，日军兵员死伤殆尽，火炮、战车、轻重机枪、迫击炮等重武器基本全部被炸毁，而弹药也陷入了枯竭之中。傍晚5时整，安藤利吉中将等十五名日军将佐级军官在设立在山坳里的指挥室内集体切腹自杀。失去指挥的日军残余千余人很快被中国军队尽皆歼灭，小部分逃入了山林。日本台湾第十六任总督中川健藏则在高雄官邸内被生擒，不过由于他治理台湾多年来“颇有政绩”且没有参加日军对台湾的屠杀和镇压活动，所以被东北军以礼相待并通过驻华日本领事馆将其遣送回了日本。
10月18日上午，中国东北边防部正式宣布：台湾战役结束！台湾胜利光复！消息传遍大江南北后，顿时举国欢腾，全国陷入了一片热烈庆祝的海洋中。
收复台湾后的东北军海军只是略微休整了一下，艨艟舰队便再次乘风破浪纵横中国海疆之上。22日上午，东北军第13海军陆战旅以及陆军第5、第10摩托化步兵旅分批于三亚港口登陆，展开了收复海南岛的战役。在当地国共敌后游击队的配合下，东北军鏖战至11月1日，陆续歼灭了驻海南岛日军之第109师团大部约9000余人，并击毙其师团长松浦淳六郎中将，日军残部则通过海口港仓惶逃往了广东雷州半岛。海南岛胜利收复！消息公布后，全国军民士气民心再次振奋不已，必胜的信念充满了每个中国人的心头。
十一月五日，东北政府对全国通电宣布并向国民政府递交了政府申请公函：台湾岛以及其附属的澎湖列岛、兰屿群岛、钓鱼岛、赤尾屿等诸东海岛屿共同设立为中国台湾省，省会城市为台北市，全省暂时归属中国东北行政区管辖治理；海南岛以及其附属的东沙群岛、中沙群岛、西沙群岛、南沙群岛等诸南海岛屿共同设立为中国琼湾（海南的旧称）省，省会城市为海口市，全省暂时归属中国东北行政区管辖治理。这样，台湾省和琼湾省继南朝鲜省和北朝鲜省后成为了东北的第九个和第十个省份，中国东海（包括渤海、黄海和原东海区域）和中国南海也随着台湾、琼湾掌握在了东北军的手里而成为了东北军海军的控制海域。东北军海军司令部奉张学良指示随即下令在台湾省基隆市和琼湾省三亚市分别建立东北军东海舰队基地和东北军南海舰队基地（注：中国东北的官方文献和军方资料中所指的“中国北海”就是日本海以及朝鲜海峡）。控制了台湾省和琼湾省，不但让东北增加了近900万人口以及约5.5万平方公里的陆地面积和将近500万平方公里的海域，使得张学良控制了中国的半壁江山，还让东北从此获得了大量东北内地缺乏或直接没有的重要战略物资，比如琼湾省特产的天然橡胶、稀有药材植物、水晶石、钛矿石、稀土矿石、可燃冰、煤炭、海底石油等重要矿产资源以及台湾省盛产的稻米、糖类、亚麻、棉花、烟草、番薯、海产品等粮食作物。但对于此次参加台湾战役和琼湾战役的东北军陆海军官兵以及空军航空兵们来说，他们最惊喜最开心的事情的则是在这里大开眼界且大饱口福了一通，要知道香蕉、菠萝、芒果、甘蔗、荔枝、槟榔、柠檬这些热带水果可是在处于北纬温寒带地域内的东北内地根本见都见不到的稀罕物。
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次日，东北边防军总司令张学良上将还宣布，为了庆祝台湾和琼湾这两大祖国宝岛的光复，东北军海军已经建造完工70%的两艘12000吨级防空反潜巡洋舰分别命名为“台湾号”和“琼湾号”。
10日，东北军航母舰队分批返航回东北的海军基地，在“路过”济州海峡的时候，舰队立刻展开了对济州岛的登陆战役。长久以来，东北军的海军军官们早就对这根日军卡在东北脖子上的硬刺忍无可忍了，当初东北军没有航空母舰和大吨位的水面战舰，所以才对这个距离南朝鲜省仅仅几十海里的小岛无可奈何，但现在可是今非昔比了。满肚子火的东北军水面战舰和航母舰载机半天之内便往这个弹丸小岛上倾泻下了4000多吨炮弹、炸弹、燃烧弹和凝固汽油弹，将整个小岛和上面驻扎的一个支队的日军统统夷为了平地。随即，第39海军陆战队便轻而易举地占领了这个位于中国东海和中国北海之间咽喉要冲地方的岛屿。
日本在华舰队遭到毁灭性重创；台湾省和琼湾省重新被中国军队收复；中国东海海域和南海海域落入了东北军海军的控制之中，这一系列的沉重打击对此时已经日薄西山奄奄一息的“大日本帝国”来说无疑又是一番接一番的迎头巨棒，日本人最引以为傲的联合舰队的主力尽皆折戟沉沙以及随之而来中国海域制海权的丧失，使得深陷中国大地里的百万日军成为了无源之水、断根之木，则其被越战越强的中国军队一一歼灭已经是早晚的事情了。此时国内国共两大党派和各方势力以及国际上各国一直紧张关注着中日战争的政府军队都已经心若明镜：这场最终决定谁才是东亚霸主地位的中日大战已经基本是尘埃落定了。日本帝国输定了。
一九三八年十一月十一日，上午九时许，武汉国民政府石破天惊地向世界通电宣告：中华民国政府正式对日本帝国政府宣战！
万众瞩目中，中华民国大总统兼国民党总裁、军事委员会会长、全国陆海空三军总司令、中央执行委员会主席蒋介石在陪都武汉的政府大厅内郑重发布公告道：
日本帝国夙以征服中国并独霸亚洲为其国策。自“淞沪事变”爆发以来，中国不顾一切牺牲而顽强自主抗战，其目的不仅为保卫中国之独立生存，同时也意欲打破日本帝国之侵略野心，维护国际公法、正义以及人类福利与世界和平，此即中国政府屡经声明者也。中华民族为酷爱和平之博爱宽仁民族，过去一年零六个月之神圣抗战，原期侵略者之日本帝国于遭受实际之惩创后而终能反省。在此时期，各友邦亦极端忍耐、冀其悔祸、俾全亚洲之和平能得以维持。不料暴戾成性之日本帝国执迷不悟，悍然继续疯狂肆虐于我中国神圣国土之上，并大肆荼毒残害我国国民，甘为破坏全人类和平与正义之戎首，逞其侵略无厌之野心。举凡尊重信义之仁爱国家，咸属忍无可忍。兹特正式对日宣战，昭告中外。所有一切条约、协定、合同，凡有涉及中、日间之关系者，一律废止，中国政府即日撤回驻日外交大使，并关闭日本在华大使馆。特此布告，即刻生效。——中华民国二十七年十一月十一日。蒋中正。
紧接着，蒋介石再次发表了《告全国军民书》，号召全国各界各方同胞“英勇奋发、顽强斗争、勤奋工作，为早日打败日本帝国取得中华民族卫国战争最终的伟大胜利而前进。”
同日，“中国北方民主和平联盟”也通电全国，发表了由中共主席毛泽东先生起草的《对日寇最后一战》的公告宣言：
全国同胞们！胜利的曙光已经出现了！穷途末日的日军帝国及其走狗的末日就要来临了！
为了最后的胜利，我们要发扬抗战精神继续顽强进取，人民军队要全力打击日寇，广大群众要积极消灭沦陷区内的汉奸卖国贼分子，肃清潜藏在国统区和解放区境内的一切日寇间谍特务，稳固好大后方。我们要求全国人民竭尽全力援助神圣的抗日卫国战争！我们的口号是：
武装保卫大中国！为保卫每一寸神圣国土而流尽最后一滴血！
全中国的人民、政府、军队要万众一心地团结起来，筑成民族统一战线的万里长城；提高警惕，防备日寇的反扑；国共两党和南北双方要继续亲密合作，抵抗日寇的新进攻。彻底将日寇驱逐出中国！
“国府终于对日本宣战了！真是不容易啊！”“战争就要结束啦！咱们国家的苦难也要结束啦！”东北军政议会大厅内，听闻这个消息后的东北军将领们和东北政府官员高层们都欢欣鼓舞不已，纷纷庆贺着。
张学良也是心潮起伏，是啊，真不容易啊！“历史上”的中日战争从“九一八事变”爆发后至1941年整整十年后，国民政府由于美日开战才对日本宣战。而现在由于自己对整个世界以及人类历史的“干涉和引导”，使得中国独立抗战仅一年半便转入了反攻阶段，中华民族的苦难也因为自己而大大减轻了，这让张学良心里十分欣慰释然。
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“少帅！我对你的一个举动有些意见。”东北政务总督办兼东北财政部部长张作相一脸堪然忧虑道，“台湾光复了，这对我们东北来说原本是增加了一个财政收入来源，可少帅你居然直接‘代表’国民政府宣布免除台湾地区三年赋税并且还说每年要拨款三千万法币建设台湾。少帅啊，你是不是有点过于意气用事？你可知道现在我们现在的军费开销已经突破国民收入的30%了？虽然我们从新疆和朝鲜都捞了一大笔横财，但对于现在东北庞大的民政、军事开销来说也不过是杯水车薪呀！”
“我的张辅公唉，我哪里是什么意气用事哦！你想想啊，台湾被割让了四十多年，一朝光复回归本不是什么难事，但是台湾民众在心灵上的创伤可不是一时半会就能抚平的呀！而且日本殖民统治时期所遗留下的‘皇民’思想仍在遗毒祸害着台湾新一代的青年，而这些，都是复杂而庞大的工作呀。民心的得失和向背，是最重要也是最艰难的呀！”张学良委婉道，“辅公，我已经决定将台湾建设成一个粮食加工产地和轻工业基地，我们的政府经营企业在台湾开设粮食糖类加工厂，用台湾的原料生产出农产品再销往台湾和东北内地。而这个互利双赢的过程，不也是我们的财政收入过程吗？”
张作相显然一下子被说服了，他突然有点欣喜地望着张学良：“少帅，你已经越来越像个政治家了！考虑事情也越来越全面了！我刚才只是单纯地从财政收入支出上对比得失，确实忽略了你所顾虑的事情了，你想得确实要比我周到呀。”
“承蒙辅公夸赞，真是令我不甚惶然呀！”张学良嘴上说着谦辞，脸上早已经露出了自喜之色了。他又想起来了一点道：“对了！日军华南舰队的主力战舰大部分都倾覆或者自沉在了高雄港内，我们要立刻在高雄建立一个军港和造船基地，将日舰打捞起来修复使用。这样的话，要比我们再建造军舰快捷方便也省钱多了！日本人在台湾的一些优良港口本来就建有大量的军工造船设施，由于我军进军太快也没有来的及全部破坏，那我们就重新利用起来也未尝不可呀。”
