中美雙方結束會談的第二天，政務院長杜周南和外交部長鬍適代表中國政府與馬歇爾將軍正式進行合作談判，詳細磋商中國加入同盟國的具體細節問題，由於孫百里這個最高統帥已經確定了基本的框架，所以談判進行的異常順利。
1942年11月5日，中美兩國政府正式簽署聯合公報！
美國方面聲明：第一，美國政府尊重中國的領土完整，承認中國對滿洲、內外蒙古、東三省、台灣以及香港和澳門擁有主權；第二，美國自願放棄在中國的所有特權，並自動終止與中國歷屆政府簽訂的所有不平等條約；第三，同盟國成立包括中國、法屬印度支那、英屬緬甸、印度在內的中國戰區，由中國總統孫百里先生擔任戰區最高統帥，統一指揮盟國軍隊作戰；第四，美國向中國提供兩億美元的無償援助，每年提供五億美元的貸款，並願意在戰爭結束後向中國提供重建資金；第五，無償提供軍事技術和技術人員，協助中國建立完備的軍工體系；第六，在一年的時間內向中國一千架飛機，並負責培訓相當數量的飛行員；第七，徹底擊敗日本後，朝鮮交給中國代管，把琉球群島歸還中國。
中國方面聲明：第一，中國政府加入同盟國集團，保證在獲得最終勝利之前，絕不與日本單獨媾和；第二，中國軍隊將在整編完畢之後立即展開對侵華日軍的攻勢；第三，中國軍隊在結束中國戰事的三個月之內出兵緬甸和法屬印度支那，直到徹底將日軍驅逐出去。第四，中國向美國提供其急需的軍事技術和情報。
同日，中國政府正式向日本宣戰！
中美聯合公報的發表和中國對日宣戰的消息猶如一顆重磅炸彈，在世界各國引起強烈反響，並且對全球的戰爭格局產生深遠的影響。
美國國內一片歡騰，慶祝亞洲最大的國家加入同盟集團，因為這意味著日本將很難繼續從中國戰場抽調兵力南下太平洋，美國將暫時擺脫被日軍入侵的危險，贏得了寶貴的戰備時間。談判的功臣馬歇爾參謀長在華盛頓得到民眾英雄般的歡迎，羅斯福總統也親自到機場迎接。
澳大利亞前線的美澳聯軍士氣大振，不但連續多次擊退日軍的進攻，而且頻頻利用夜色的掩護，渡河偷襲敵人，使日軍防不勝防；由於『零式』戰機右轉不靈的缺點被中國透露給盟國，美軍戰機重新升空作戰，儘管仍然在總體上處於劣勢，但是已經改變了當初一邊倒的形勢，迫使日軍轟炸機再也不敢肆無忌憚地進行轟炸；澳大利亞不斷投入預備役人員補充前線的作戰消耗，日軍卻停止了大規模的增援，此消彼長，美澳聯軍的防線變得越來越堅不可摧。
英國首相丘吉爾是在中美聯合公報發表以後才得知具體內容，此時，這位傲慢的英國人心情絕不是單純的憤怒能夠表達！
1942年7月初，北非英軍在隆美爾指揮的德意軍隊打擊下，已經接近崩潰的邊緣，如果北非失陷，英聯邦等於折斷了脊樑，英國本土同遠東和澳洲之間的聯繫將被切斷，無法動員英聯邦雄厚的人力和物力資源。控制了北非，不僅英聯邦之間擰成一股繩，而且可以西西里為跳板，進攻義大利，打擊在希特勒佔領的歐洲軟肋。然而，英國空軍的主力在不列顛空戰中已經消耗殆盡，連英倫三島都快照顧不上了，根本就沒有多餘的飛機來與德國爭奪北非的制空權，只能依靠美國提供幫助。
羅斯福正準備派出陣容強大的空軍助戰，本土卻遭到日本轟炸，緊接著又被日本陸軍成功登陸澳洲，迫在眉睫的威脅使羅斯福立即改變主意，把幾乎全部的空軍集中到太平洋戰場，用數量優勢來抵消日本戰機的技術優勢。這樣一來，德國凱塞林第二航空兵團就非常輕鬆地癱瘓了英國馬爾他島空軍基地，獲得北非戰場的戰略和戰術制空權，並對地面戰鬥實施火力支援，保障了地中海航線的暢通，使得隆美爾『非洲軍團』作戰物資得到及時補充。此後，雙方經過一個多月的慘烈搏殺之後，英軍阿拉曼防線被德意聯軍突破，隆美爾趁機揮師猛進，將殘餘的數萬英軍壓縮在以亞歷山大港為中心的狹窄區域內，時刻面臨著滅頂之災。德軍前鋒已經推進到距離蘇伊士運河不到三十公里的地方，運河交通隨時都可能被切斷，希特勒用勒緊了大英帝國的脖子，往日不可一世的『日不落帝國』只能依靠美國的支援苟延殘喘！
因此，儘管丘吉爾對美國武斷地把印度、緬甸劃入中國戰區、香港歸還中國的作法非常不滿，也只能打掉牙往肚子里咽，極不情願地通過電台發表歡迎中國加入同盟國的宣言。
克里姆林宮的主人斯大林和丘吉爾是一對難兄難弟，在接到消息的第一時間裡就開始詛咒該死的美國佬和可惡的中國人，然而，蘇德戰場的形勢也不容樂觀，並且同樣需要美國的物資援助——德國統帥部在1942年夏季制定了代號為『藍色』的作戰計畫，準備集中優勢兵力奪取蘇聯南部的政治、經濟、文化中心和水陸交通樞紐，斯大林格勒，進而高加索的石油產地！
7月17日，斯大林格勒戰役拉開序幕。德軍第六集團軍在炮兵、航空兵的支援下，分成南北兩個突擊集團，企圖從行進間突破蘇軍防禦，向卡拉奇總方向發展進攻，圍殲頓河右岸的蘇軍，從西南方向突向斯大林格勒。
8月25日，德軍渡過頓河，開始向斯大林格勒發起全面進攻，曾一度攻入城西北部的工業區。但是在斯大林格勒軍民的頑強抵抗下，德軍儘管取得了一定的進展，但是隨著傷亡的逐步攀升，前進的步伐逐漸放慢，最終限於停滯。
就在中美聯合公報發表的同一時間，蘇聯統帥部開始在德軍側翼集結戰略預備隊，準備實施反擊作戰。顯然，這是個決定蘇聯命運的時刻，斯大林決不允許任何外來因素干擾戰役的進程，只好採取了沉默的態度，沒有發表任何聲明。
中國對日本宣戰，卻沒有向軸心國的核心德國宣戰，使希特勒從中嗅到了不同尋常的味道！抗戰爆發前中德雙方曾經有過將近十年的蜜月期，中國總統孫百里又帶有強烈的德國背景，這些因素促使希特勒開始重新審視自己的外交政策，於是命令駐華大使館搜集相關情報，用最快的速度摸清中國政府對德態度，同時拒絕了日本政府要求斷絕與重慶政府外交關係，承認南京政府的要求。
對於日本來說，沒有比中國宣戰更嚴重的事件了——太平洋戰爭已經進行到了最為關鍵的時刻，如果能夠擊敗美澳聯軍，同盟國將失去在亞太地區最後的反攻基地，日本就可以騰出手來慢慢鞏固佔領區，利用南太平洋地區的資源大規模擴充軍備，為登陸美國本土做準備；反之，一旦澳洲戰局失利，新近佔領的東南亞諸國和太平洋各島將處在盟軍的兵鋒之下，隨時面臨著對方反擊的威脅。因此，不斷從中國戰場抽調精銳部隊南下，以保證壓倒性的兵力優勢是唯一的選擇！然而，只要中國軍隊在廣闊的戰場上恢複攻勢，日本非但不能繼續抽調兵力，反而要增加侵華日軍的兵力，因為這裡距離日本本土實在太近了，而台灣海峽又扼守海軍進出南洋的通道！
因此，中美聯合公報的發表著實讓日本統帥部驚慌了一段時間，他們在第一時間停止了調兵行動，然後命令關東軍兩個師團向華北方向運動，同時要求華南、華中和華北駐軍在保持高度戒備並加快構築堅固防禦工事的速度，隨時準備應付中國軍隊的進攻。
然而，三天過去了，中國軍隊沒有任何動靜；一個星期過去了，還是沒有動靜；兩個星期又過去了，仍然沒有任何主動出擊的跡象，把提心弔膽的中國派遣軍搞得莫名其妙——中國人到底想幹什麼？
原來，在談判當中，孫百里一直堅持等九大戰區的部隊全部整編完畢之後再對日本宣戰，並在宣戰的同時發動全面進攻，可以收到出其不意的效果。但是馬歇爾認為，只要中國政府對日宣戰，就會對日本造成極大的心理壓力，並鼓舞盟軍的士氣。雙方經過協商之後決定，中國先對日本宣戰，但是不會主動進攻，等部隊整編完畢之後再開始具體的行動。
結果，直到11月底，中國軍隊都沒有任何具體的行動，日本統帥部懸著的心終於放了下來，再聯繫起前段時間中國政府與自己進行停戰談判的事情，統帥部成員一致認為中國人只是在美國人面前裝裝樣子，好騙取美國的援助，實際上並不想重新開戰，於是又繼續抽調部隊南下。