1919. gada decembrī Latvijas armijas Virspavēlnieka štābā sāka plānot Latgales atbrīvošanas operāciju. To vajadzēja veikt pēc iespējas ātrāk, kamēr Padomju Krievijas spēki nebija pārformējušies un saņēmuši lielākus papildinājumus.
Īpašu Latgales atbrīvošanas steidzamību noteica tas, ka Igaunijas valdība 1919. gada beigās atradās sarunu noslēguma fāzē ar Padomju Krieviju. Ja starp abām valstīm tiktu noslēgts miera līgums, tad Krievija varētu ievest lielākus spēkus cīņai pret Latvijas armiju.
Izstrādātajā plānā tika paredzēti spēcīgi triecieni vienlaikus abos Latgales frontes flangos. Tā kā Sarkanās armijas spēki Latgalē vēl bija diezgan ievērojami un tehniski pārāki pār Latvijas armiju (1919. gada 25. decembrī lielinieku 15. armijā pēc saraksta bija 26 000 durkļu, 600 zobenu un 180 lielgabalu), bija nepieciešams sabiedrotais, t.i., kāda no kaimiņzemju armijām. Igaunija jau bija uzsākusi miera sarunas ar Padomju Krieviju, tādēļ nevarēja piedalīties kaujā. Lietuvas armija nelikās pietiekami spēcīga, turklāt šai kaimiņvalstij bija nopietnas teritoriālas pretenzijas uz Daugavpili un Dienvidlatgali.
Tikmēr Latvijas armijas vienības turpināja papildināties un pilnveidoties. 1919. gada beigās sāka formēt ceturto kājnieku divīziju, kurai piešķīra Zemgales divīzijas nosaukumu. Tās sastāvā esošie trīs kājnieku pulki pēc numuru piešķiršanas tika nodēvēti: 10. Aizputes kājnieku pulks, 11. Dobeles kājnieku pulks un 12. Bauskas kājnieku pulks. Tāpat kā pārējās kājinieku divīzijās, arī šeit bija paredzēts izveidot savu artilērijas pulku.
1919. gada 30. decembrī Rīgā pēc slepenām sarunām tika parakstīts līgums starp Latvijas un Polijas armijas vadību par kopīgu uzbrukumu Latgalē. Vienošanās deva iespēju operācijā iesaistīt Kurzemes un Latgales divīzijas, Vidzemes divīziju atstājot katram gadījumam Latvijas dienviddaļas aizsardzības nodrošināšanai. Saskaņā ar noslēgto līgumu 1920. gada 3. janvārī bija paredzēts sākt uzbrukumu Krāslavas–Višķu–Dubnas upes iecirknī. Kaujas darbībā vajadzēja iesaistīties 10 000 latviešu un 30 000 poļu karavīru ģenerāļa Edvarta Ridza Smiglija vadībā. Praktiski Latvijas armija norādīto karavīru skaitu nespēja nodrošināt. Polija par palīdzību kompensāciju neprasīja, vien vēlējās, lai poļu karaspēks tiktu nodrošināts ar pārtiku, taču šis nosacījums tomēr netika izpildīts.
Uzbrukumu Ziemeļlatgalē plānoja sākt 9. janvārī. Agrā 3. janvāra rītā poļu un latviešu karaspēks sāka uzbrukumu Daugavpilij. Jau ap pusdienas laiku poļu karavīri ielauzās pilsētā un pēc neilgām ielu kaujām to ieņēma. Turpinot uzbrukumu, poļi sasniedza Višķu apkaimi. Dubnas upes līniju pārgāja 9. Rēzeknes un 3. Jelgavas kājnieku pulks. Uzbrukums pārsteidza padomju 15. armijas pavēlniecību. Atguvusies no apjukuma, armijas vadība no 7. līdz 10. janvārim Višķu rajonā sāka pretuzbrukumu sēriju, iesaistot kaujās saņemtos papildspēkus.
Cīņas Latgalē. Foto: Latvijas Kara muzeja arhīvs.
Bija laiks sākt kaujas operācijas Ziemeļlatgalē. Padomju 15. armijas pavēlniecība visiem spēkiem centās noturēt svarīgo Pitalovas dzelzceļa mezglu, un samērā plašā apvidū dziļā sniegā un stindzinošā salā izraisījās sīvas kaujas.
Uzbrukuma grupējumā Ziemeļlatgalē Latvijas armijas vadība iekļāva 8 500 vīru ar 14 lielgabaliem. 14. janvārī Pitalova tika atbrīvota no lieliniekiem. Neraugoties uz Polijas un Latvijas armijas gūtajiem panākumiem, padomju 15. armija gatavoja prettriecienu Rēzeknes – Krustpils virzienā, taču no tā nācās atteikties, jo, neskatoties uz Sarkanās armijas virspavēlniecības direktīvu sākt uzbrukumu, lieliniekiem lielākus spēkus neizdevās sakoncentrēt.
Uzbrukuma rezultātā 21. janvārī tika ieņemta Rēzekne un visa centrālā Latgale. Pasliktinoties meteoroloģiskajiem apstākļiem (toreiz sals bija mīnus 30 grādi), karadarbība uz vairākām dienām tika pārtraukta, lai pēc tam atsāktos ar jaunu sparu. 26. janvārī 2. Ventspils kājnieku pulks iegāja Ludzā, četras dienas vēlāk 9. Rēzeknes kājnieku pulks ieņēma Zilupi.
Latvijas armijas karavīri iesoļo Ludzā, 1920. gads. Foto: Latvijas Kara muzeja arhīvs.
Kaujās par Latgali bija pagājis mēnesis. 1920. gada februārī Latvijas armija bija sasniegusi vislielākos apmērus savas pastāvēšanas laikā – apgādībā skaitījās 76 394 cilvēki. Poļu karaspēks Latgali sāka atstāt 1920. gada martā. Pagāja turpat mēnesis, kamēr tika evakuētas visas poļu daļas, un 22. aprīlī Latvijas Preses birojs paziņoja, ka visas Polijas armijas daļas ir atstājušas Latvijas teritoriju.
Pamiers pēc Latvijas armijas virspavēlniecības rīkojuma bija slepens. “Karaspēka daļām un priekšniecībai, neizslēdzot arī divīzijas komandierus, netika itin nekas darīts zināms par pamiera noslēgšanu. Tika dota pavēle: pēc norādītā līnijas ieņemšanas [..] izvēlēties izdevīgas pozīcijas,” savos memuāros rakstīja Pēteris Radziņš.
1920. gada pavasarī un vasarā abas puses Latgales frontē ieņēma nogaidošas pozīcijas. Latvijas armijas vienības atradās ierakumos kaujas gatavībā. Arī šajā laikā turpinājās armijas pilnveidošanās. Ievērojami pastiprinājās tehniskās vienības. 1920. gada 15. augustā Latvijas armijā pēc saraksta skaitījās 2468 virsnieki, 708 kara ierēdņi, 8651 instruktors, 38 566 kareivji, 2547 brīva līguma darbinieki – kopā 50 940 cilvēku. Armijas apbruņojumā bija 38 386 šautenes, 659 mašīnpistoles, 867 ložmetēji, 138 lielgabali, 62 mīnmetēji, pieci bruņotie vilcieni, astoņi bruņotie automobiļi, 23 lidmašīnas, pieci tanki.
Latviešu karavīri Latgales frontē, 1920. gada vasara. Foto: Latvijas Kara muzeja arhīvs.
1920. gada 16. aprīlī sākās Latvijas un Padomju Krievijas miera sarunas. 1920. gada 11. augustā Rīgā iznākošie laikraksti kā katru rītu publicēja Latvijas armijas Virspavēlnieka štāba ziņojumus par stāvokli frontē: “Frontē viss mierīgi.” Tajā pašā dienā, tikai nedaudz vēlāk – pulksten 12.40, Rīgā, Ārlietu ministrijas ēkā, pēc pusgadu ilgušām smagām sarunām beidzot tika parakstīts Latvijas Republikas un Padomju Krievijas miera līgums.
Lai arī 11. augusta vakarā frontē uz dienvidiem no Osvejas vēl noritēja sīkas sadursmes, tomēr, kā paredzēja īpaša vienošanās pie miera līguma pirmā panta, jebkāda karadarbība starp abām valstīm tika pārtraukta 13. augustā pulksten 24. Latvijas Neatkarības karš bija noslēdzies, Latvijas armija bija izcīnījusi cīņu par savu valsti.