1971年11月为止，双方的兵力部署基本完毕。印度在东巴方向投入的兵力共3个军部、7个师，空军12个中队，作战飞机200架、海军舰艇26艘，约17万人；在西巴方向投入的兵力共13个师8个旅，空军20个中队，作战飞机300架，海军舰艇20艘，约30万人。巴基斯坦在东巴方向投入的兵力共4个步兵师，空军两个中队，作战飞机17架，约9万人；在西巴方向投入的兵力共12个师6个旅，空军20个中队，作战飞机200架，海军舰艇20余艘，约25万人。双方兵力对比，在东巴方向，印军占有明显优势，巴军处于劣势；在西巴方向，两军旗鼓相当，印军略占优势。

1971年11月21日，印军向巴基斯坦发起小规模边境进攻。12月3日下午，巴基斯坦总统被迫宣布对印度的不宣而战发动反击。对于印度来说，这一宣战正中下怀。印度总理英·甘地夫人兴高采烈地向全国宣布：“孟加拉的战争已经变成对印度的战争了。”至此，第三次印巴战争全面爆发了。战争在东巴和西巴两个战场展开。印度的战略企图是，东攻西守，以夺占东巴为最终目标。巴基斯坦的战略指导方针则是全力固守各战略要地，以此粉碎印军的突击行动。

面对巴军猛烈的进攻，印军一方面组织力量抵挡巴军的进攻，另一方面在局部地区实施了反击，还出动了大批的飞机对地面作战进行了支援。由于巴军防守薄弱，印军进展顺利，一举攻占巴基斯坦信德省2600平方千米的土地。另外，印军还集中兵力对在克什米尔地区巴军的前沿阵地发起了攻击，虽然伤亡很大，但一举抢夺了巴军50多个哨所。印巴双方在西巴方向重兵对峙，互有攻守，互有得失。印军在西巴的行动主要是牵制巴军,并未计划向巴基斯坦更深远的腹地推进。

达卡是东巴的政治、经济、文化中心，也是印军最终攻占的目标。印军计划从西、北、东三面对达卡实施围攻，从南面实施海上封锁。西部印军占领库尔纳、杰索尔、杰尼达、法里德普尔等要地后，越过马杜马提河和贾木纳河，向达卡进攻，北部印军夺取贾马尔普尔和米门辛格后也向达卡挺进，东部印军从昌德普尔、道德坎迪、拜那布巴扎尔一线越过梅格纳河及布拉马普特拉河后也直逼达卡。1972年12月11日，印军各部队竞相向达卡进发，都想抢占头功。印军动用了几乎所有的直升机和船只，运载人员、枪炮和坦克，越过河流障碍，向达卡逼近。为了加快挺进速度，印军有时利用直升机运送部队，“跳跃式”前进。12月11日晚8时，印军伞兵在达卡西北部实施空降，切断了巴军退路。到12月15日，印军地面部队已从东、北、西三面进抵达卡，空军和海军也对东巴实行了空中和海上封锁，切断了东巴与外界的联系。同时，印度还加强了对巴军的心理攻势。印度所有广播电台反复地播放了马内克肖给巴基斯坦人的一封劝降信，并在巴防区内空投了印有劝降信的传单。为加强心理攻势，印空军还加大了对巴基斯坦防御地区的打击力度，特别加强了对达卡城周围20英里以内所有通道的攻击。达卡巴军在孤立无援，欲战不能，欲退不得的绝境下，于12月16日，宣布实行全线停火，向印军投降。至此，战争基本结束，印度取得了这场战争的胜利。在战果“非常满意”后，印度立即见好就收，于12月17日，宣布在西巴实行“单方面停火”，巴基斯坦政府接受了印度的停火建议，战争遂告结束。

第三次印巴战争印军伤亡1.1万人，损失飞机41架、坦克81辆、舰艇1艘。而巴军约有9万人被俘，损失飞机86架、坦克226辆、舰艇22艘。印度通过发动这场战争，将东巴基斯坦从巴基斯坦的版图上分离出去，成为独立主权的孟加拉国。一举解除了困扰印度多年的“东巴之忧”。印度之所以能取得这场战争的胜利，从作战方面讲主要原因有：一是周密计划，精心准备，制定了避免两线作战，东重西轻，速战速决的战略方针，在某些方向上达成了战争的突然性；二是集中了优势兵力，实施多路向心突击，分割围歼，使巴军首尾难顾，相互不能策应；三是快速机动，加快进攻进程。作为进攻一方，能够做到正面进攻与迂回、穿插相结合，地面攻势与空中、海上行动相配合，充分发挥了进攻作战的优势。这尤其是在战争后期，印军还使用了直升机和伞兵部队，快速越过江河障碍，断敌退路，使巴军来不及组织有效的防御，加快了战役进程；四是各种攻势行动互相配合，展开强大的心理战，以强大的心理震撼使达卡守军不战而降。这些都是印军取胜的重要因素。相比之下，巴基斯坦虽也取得了一些局部胜利，但在许多方面却不无教训可言。在政治、外交方面，巴政府平息内部动乱后，在积极争取国际力量的理解和支持方面显得软弱无力；在军事上，拘泥于阵地防御，未能针对印军的迂回迅速机动兵力，组织新的防御。西巴基斯坦军队也未能采取更为积极有力的攻势行动，以钳制和阻滞印军对东巴的进攻。