1943年（昭和18年）6月被编入驻在缅甸的第15軍（指挥官为牟田口廉也中将），并于1943年底进入缅甸进内参加英帕尔战役。作战的主要内容是：部队越过缅甸境内的清徳温河和阿拉干山脉，进攻印度英军在印度的根据地——英帕尔。第15军参谋长小畑信良指出“补给和运输有严重的问题。”请求变更计划，但遭牟田口中将将其撤换。英帕尔作战被强行执行。1944年3月15日，第15师团渡过清德温河开始英帕尔作战。师团从北到南：以中央突击队（第67联队）、右突击队（第60联队）、左突击队（第51联队）的阵型展开攻势。中央突击队于3月28日切断了科西马至英帕尔之间的道路。4月份，与印度英军正式接触后，第15师团伤亡加重而进展却十分缓慢。但还是与从南面包抄上来的第33師團会师，完成了对英帕尔的合围。而此时部队出现补给问题，而英军方面则在接受空投补给的条件下以充足的粮食和弹药固守阵地。因饥饿和流行病以及比往年提前到来的雨季使得第15师团在距离英帕尔10余公里的地方止步。6月22日，时任第15师团师团长山内正文中将被解任。7月13日，接到撤退命令开始撤退，1944年底（昭和19年）撤到伊洛瓦迪河边。其后在尚未恢复战力的条件下于1945年初在参加与英军的伊洛瓦迪会战（磐作战）。自此由英帕尔战役作战開始時的多于15000名兵力，历经多次作战后剩余半数。