5月底,孙立人率新38师到达印度边境。不料英驻印边防军竟要中国军队解除武装,以难民身份进入印度。孙立人见英国佬忘恩负义,翻脸不认人,顿时怒火填膺,下令部队准备战斗。刚巧,被新38师在仁安羌解救过的英军第1师师长正在该地医院治病,闻知情况后,警告当地英军将领说:“这支中国军是能打仗的,不信你去看看再说吧!”英军将领将信将疑来到新38师营地,孙立人拉出一支仪仗队,在营门口迎接。200名精壮士兵,往营门口一站,就是一堵墙。士兵们军装是破了点,但枪支雪亮,个头是矮了点,但精神饱满。仪仗队前头,摆着2门小钢炮,4挺重机枪。英军将领大为惊异,他见过从缅甸败退回来的英军,为保老命,不用说枪炮,连衣服裤子都扔掉了,只穿件裤衩跑了回来。而中国士兵硬把钢炮和重机枪都扛了过来,真是不可思议。英军将领问中国机枪手是如何把重机强扛过来的?中国兵立正大声回答:“武器是我们的生命。人在武器在。”英国佬听后,明白了个中道理:武器是中国士兵的生命,你要缴他的枪,能答应吗?孙立人接着领英国人参观营房,并安排了军事表演。英军将领看完后肃然起敬,态度为之一变。第二天,新38师军容整齐地开进印度。英军仪仗队列队奏乐,鸣炮10响以表欢迎。
1942年8月,先后到达印度的中国远征军新38师和新22师进驻印度兰姆珈训练基地,番号改为中国驻印军。开始装备美械和训练。10月,中国驻印部队改编成新1军,郑洞国任军长,下辖孙立人新38师和廖耀湘新22师。1943年10月月,中国驻印军开始向缅北大举反攻。
第二次缅甸战役开始,孙立人指挥新38师如下山猛虎般扑向胡康河谷。10月29日占领新平洋,12月29日攻占于邦。当日军俘虏被带到孙立人的面前时,孙立人厌恶地皱皱眉头,不加思索地命令参谋:“这些狗杂种!你去审一下,凡是到过中国的,一律就地枪毙。今后都这样办。”命令被迅速执行。日军第18师团曾在中国战场上犯下累累罪行,这些俘虏手上沾满中国人的鲜血,当然在劫难逃。
占领于邦后,孙立人攻势不减,于1944年2月1日攻克太白加,3月4日与廖耀湘新22师两路夹击攻克孟关。3月9日,孙师113团与美军突击队联手攻占瓦鲁班。号称“丛林作战之王”的日军第18师团死伤过半,狼狈逃出胡康河谷。据日军战史记载:“在九州编成,转战中国,素有把握的第18师团,与中国军战斗最自信,岂料胡康河谷的中国军队,无论是编制、装备,还是战术、技术,都完全改变了面貌,……使我军损失惨重……全军不禁为之愕然。”
驻印军攻占胡康河谷后,3月14日乘胜向孟拱河谷进攻。新38师113团从左翼翻山越岭迂回到坚布山后方,和新22师两面夹击,29日攻占坚布山天险,扣开了孟拱河谷的大门。4月24日,按史迪威的计划,新38师和新22师分别向孟拱和加迈攻击前进。5月下旬,孙立人从缴获的日军信件中获知:由于日军第18师团主力在索卡道被新22师包围,加迈城内兵力极为空虚,师团长田中新一坐守空城,惊恐万状。孙立人见机而行,不拘泥于原定计划,以112团秘密渡过南高江,向加迈南面的西通迂回,切断加迈日军的后路;以113团向西进取加迈;以114团向南对孟拱实施大纵深穿插。6月16日,113团与新22师会师加迈,日第18师团团长田中新一率1500余残兵仓皇南逃。6月25日,孙师114团攻克孟拱。8月3日,中美联军克复密支那。至此,反攻缅北的第一期战斗结束。中国驻印军给日军王牌第18师团等部以毁灭性打击,歼灭日军2万多人,一雪两年前兵败缅甸的耻辱。史迪威称此战为“中国历史上对第一流敌人的第一次持久进攻战”。
中国驻印军攻克密支那后,部队进行休整扩编,由新1军扩编成两个军,即新1军和新6军。孙立人任新1军中将军长,下辖新38师和新30师(后廖耀湘新6军回国增援国内抗战,其50师编入新1军)。
1944年10月,反攻缅北的第二期战斗开始。中国驻印军由密支那、孟拱分两路继续向南进攻。孙立人率新1军为东路,沿密支那至八莫的公路向南进攻,连续攻取八莫、南坎。1945年1月27日,新1军与滇西中国远征军联合攻克中国境内的芒友,打通了滇缅公路。随后,孙立人指挥新1军各师团继续猛进,3月8日攻占腊戍,3月23占领南图,24日占领细胞,27日攻克猛岩,胜利结束第二次缅甸战役。
孙立人和他的新38师、新1军,在远征缅甸,协同盟军抗击日本侵略者的战斗中,东征西讨,迭克强敌屡建战功,其运用的战术、显示的战力为国内外各方充分肯定和高度赞扬。当时的国际舆论界赞誉孙立人为“东方的隆美尔”。
1945年7月,孙立人率新1军返抵广西南宁,准备反攻广州。同月,应欧洲盟军最高司令艾森豪威尔之邀,孙立人赴欧考察欧洲战场。8月15日,侵华日军投降。9月7日,孙立人率军进入进入广州,接受日军第23军投降。嗣后,新1军进行了休整和扩充,成为国民党军五大主力之一,号称“天下第一军”。