ブナはポートモレスビー作戦の拠点とするため1942年7月21日、日本軍が上陸した。ブナとゴナには少数の連合軍（オーストラリア軍）がいたが既に退却していたため戦闘はなかった。ここからポートモレスビー攻略部隊は出発したが、攻略作戦は失敗に終った。日本軍は11月9日、第17軍の上に第8方面軍を、第8方面軍の下に第18軍と第6飛行師団を新設した。これは第17軍には戦況が悪化するソロモン諸島方面（ガダルカナル）に専念させ、東部ニューギニア方面は第18軍をあてて戦線の建て直しを図るものであった。第18軍司令官には北支那方面軍参謀長の職にあった安達二十三中将が起用された。南海支隊長の後任には小田健作少将が任じられた。11月中旬、オーストラリア軍第7師団とアメリカ軍第32歩兵師団がブナ・ゴナ地区へ向けて前進していた。この頃のブナ方面の日本軍はポートモレスビー攻略の失敗と撤退により疲弊した部隊が多く、その戦力はあまり望めない状況であった。だがブナ・ゴナ地区は日本軍のポートモレスビー作戦の策源地であり、ここを失えばポートモレスビー攻略は不可能となる。そこでラバウルから増援を輸送することになったが制空権がない中ではブナ・ゴナ地区へ南海支隊の補充兵と独立混成第21旅団、歩兵第229連隊の一部を増派するのがやっとであった。連合軍は攻勢を強め12月8日にバザブア（ブナとゴナの間に位置し日本軍の兵員、物資の揚陸地）の守備隊が玉砕、1943年1月2日にブナの守備隊が玉砕した。最後に残ったギルワ（ブナとゴナの間に位置）守備隊は玉砕の覚悟を決めたが、安達軍司令官は玉砕を戒めクムシ河口への撤退を命じた。1月17日、小田少将は歩行可能な将兵をギルワから脱出させた後、自らは拳銃で自決した。南海支隊の上陸以降の一連の地上戦闘により、投入された日本軍将兵1万1,000名のうち7,600名が戦死あるいは戦病死し、ブナ、ゴナ、ギルワにおける日本兵の捕虜はわずか200名から250名余りという結果となった。12月末から陸軍の第6飛行師団の航空機がブナの戦闘に参加し（このときはラバウルから発進）以後、ニューギニアでの航空戦は陸軍航空部隊が主に担うことになっていく。
ニューギニア島の東端に位置するミルン湾は海空の基地の好適地であり、6月よりオーストラリア軍が湾沿岸のラビに飛行場建設を開始していた。日本軍は1942年8月4日にラビに連合軍の新飛行場があることを発見した。ラビの飛行場は日本軍にとって重大な脅威になるものと判断され、攻略の必要に迫られた。この頃、陸軍はポートモレスビー陸路攻略作戦を行っていたため戦力に余裕がなく、ラビの攻略は海軍で行うことになった。8月24日、第8艦隊の支援の下に海軍陸戦隊がラビへの上陸作戦を実施した。しかし、連合軍側の防衛体制は日本側の予想よりはるかに強力で、2度の飛行場攻撃はいずれも多くの損害を出して失敗するとともに、足の皮膚病のために歩行困難になる者が続出して攻撃の継続は困難な状況になった。さらに連合軍が積極的な反撃を開始したため日本軍の状況はますます悪化し、9月5日にラビ攻略部隊の撤収が決定され作戦は失敗した。この戦いはニューギニアにおける日本軍の最初の敗北となった。
高校卒業後、新聞社に勤務し、古都フィレンツェや首都ローマで挿絵や雑文を書いていた。その後、ラジオドラマの原稿執筆などを経てロベルト・ロッセリーニ監督の映画『無防備都市』のシナリオに協力。同作品はイタリア・ネオレアリズモ映画を世界に知らしめた記念碑的作品である。『寄席の脚光』（1950年）でアルベルト・ラットゥアーダとの共同監督にて監督デビュー。1952年の『白い酋長』で単独監督。この作品で音楽監督として起用されたニーノ・ロータは、『オーケストラリハーサル』に至るまでのすべてのフェリーニ作品で音楽を手がけることになる。三作目となる『青春群像』（1953年）では故郷の街とそこで生きているどうしようもない青年達の姿を描いてヒットを飛ばし、ネオレアリズモの若き後継者として注目された。ヴェネツィア国際映画祭で銀獅子賞を受賞。続く『道』（1954年）では甘美なテーマ曲と物語の叙情性とヒューマニズムから世界的なヒット作となり、フェリーニの国際的な名声が確立する。ネオレアリズモ的作風に変化が現れるのは『甘い生活』（1959年）からとされる。退廃的なローマ社会を描いたこの作品はフェリーニの力強い社会批判であるが、ヘリコプターで吊るされた巨大なキリスト像の冒頭シーンや、河から引き上げられた怪魚のラストシーンに顕著なように、ストーリーの随所にシンボルが配置されて独特の映像感覚が発揮される。この手法は『8 1/2』（1963年）で極度に推し進められ、「映画が撮れなくなった映画監督」の話を借りてフェリーニの内面が赤裸々かつ高度なシンボル的映像表現で綴られることになる。その後もチネチッタ・スタジオに巨大なセットを組み、『サテリコン』、『フェリーニのローマ』、『カサノバ』、『オーケストラ・リハーサル』、『女の都』、『フェリーニのアマルコルド』、『そして船は行く』など、重層的で夢幻の広がりを与える手法を駆使した作品群を立て続けに監督。いつしか世界の映画製作人から「スタジオの魔術師」と呼ばれることになる。『道』、『カビリアの夜』、『8 1/2』、『フェリーニのアマルコルド』で4度のアカデミー賞外国語映画賞を、1992年にはアカデミー賞名誉賞を受賞。『甘い生活』ではカンヌ国際映画祭・パルム・ドールを受賞。1993年に脳内出血で倒れ、同年10月31日、心臓発作で死去。73歳。その葬儀はローマのサンタマリア・デリ・アンジェリ教会にて国葬として執り行われた。妻のジュリエッタ・マシーナは駆け出し時代の彼のラジオドラマに出演し、『道』、『カビリアの夜』、『魂のジュリエッタ』、『ジンジャーとフレッド』などにも主演した。