5月底,孫立人率新38師到達印度邊境。不料英駐印邊防軍竟要中國軍隊解除武裝,以難民身份進入印度。孫立人見英國佬忘恩負義,翻臉不認人,頓時怒火填膺,下令部隊準備戰鬥。剛巧,被新38師在仁安羌解救過的英軍第1師師長正在該地醫院治病,聞知情況後,警告當地英軍將領說:“這支中國軍是能打仗的,不信你去看看再說吧!”英軍將領將信將疑來到新38師營地,孫立人拉出一支儀仗隊,在營門口迎接。200名精壯士兵,往營門口一站,就是一堵牆。士兵們軍裝是破了點,但槍支雪亮,個頭是矮了點,但精神飽滿。儀仗隊前頭,擺著2門小鋼炮,4挺重機槍。英軍將領大為驚異,他見過從緬甸敗退回來的英軍,為保老命,不用說槍炮,連衣服褲子都扔掉了,隻穿件褲衩跑了回來。而中國士兵硬把鋼炮和重機槍都扛了過來,真是不可思議。英軍將領問中國機槍手是如何把重機強扛過來的?中國兵立正大聲回答:“武器是我們的生命。人在武器在。”英國佬聽後,明白了個中道理:武器是中國士兵的生命,你要繳他的槍,能答應嗎?孫立人接著領英國人參觀營房,並安排了軍事表演。英軍將領看完後肅然起敬,態度為之一變。第二天,新38師軍容整齊地開進印度。英軍儀仗隊列隊奏樂,鳴炮10響以表歡迎。
1942年8月,先後到達印度的中國遠征軍新38師和新22師進駐印度蘭姆珈訓練基地,番號改為中國駐印軍。開始裝備美械和訓練。10月,中國駐印部隊改編成新1軍,鄭洞國任軍長,下轄孫立人新38師和廖耀湘新22師。1943年10月月,中國駐印軍開始向緬北大舉反攻。
第二次緬甸戰役開始,孫立人指揮新38師如下山猛虎般撲向胡康河穀。10月29日占領新平洋,12月29日攻占於邦。當日軍俘虜被帶到孫立人的麵前時,孫立人厭惡地皺皺眉頭,不加思索地命令參謀:“這些狗雜種!你去審一下,凡是到過中國的,一律就地槍斃。今後都這樣辦。”命令被迅速執行。日軍第18師團曾在中國戰場上犯下累累罪行,這些俘虜手上沾滿中國人的鮮血,當然在劫難逃。
占領於邦後,孫立人攻勢不減,於1944年2月1日攻克太白加,3月4日與廖耀湘新22師兩路夾擊攻克孟關。3月9日,孫師113團與美軍突擊隊聯手攻占瓦魯班。號稱“叢林作戰之王”的日軍第18師團死傷過半,狼狽逃出胡康河穀。據日軍戰史記載:“在九州編成,轉戰中國,素有把握的第18師團,與中國軍戰鬥最自信,豈料胡康河穀的中國軍隊,無論是編製、裝備,還是戰術、技術,都完全改變了麵貌,……使我軍損失慘重……全軍不禁為之愕然。”
駐印軍攻占胡康河穀後,3月14日乘勝向孟拱河穀進攻。新38師113團從左翼翻山越嶺迂回到堅布山後方,和新22師兩麵夾擊,29日攻占堅布山天險,扣開了孟拱河穀的大門。4月24日,按史迪威的計劃,新38師和新22師分別向孟拱和加邁攻擊前進。5月下旬,孫立人從繳獲的日軍信件中獲知:由於日軍第18師團主力在索卡道被新22師包圍,加邁城內兵力極為空虛,師團長田中新一坐守空城,驚恐萬狀。孫立人見機而行,不拘泥於原定計劃,以112團秘密渡過南高江,向加邁南麵的西通迂回,切斷加邁日軍的後路;以113團向西進取加邁;以114團向南對孟拱實施大縱深穿插。6月16日,113團與新22師會師加邁,日第18師團團長田中新一率1500餘殘兵倉皇南逃。6月25日,孫師114團攻克孟拱。8月3日,中美聯軍克複密支那。至此,反攻緬北的第一期戰鬥結束。中國駐印軍給日軍王牌第18師團等部以毀滅性打擊,殲滅日軍2萬多人,一雪兩年前兵敗緬甸的恥辱。史迪威稱此戰為“中國曆史上對第一流敵人的第一次持久進攻戰”。
中國駐印軍攻克密支那後,部隊進行休整擴編,由新1軍擴編成兩個軍,即新1軍和新6軍。孫立人任新1軍中將軍長,下轄新38師和新30師(後廖耀湘新6軍回國增援國內抗戰,其50師編入新1軍)。
1944年10月,反攻緬北的第二期戰鬥開始。中國駐印軍由密支那、孟拱分兩路繼續向南進攻。孫立人率新1軍為東路,沿密支那至八莫的公路向南進攻,連續攻取八莫、南坎。1945年1月27日,新1軍與滇西中國遠征軍聯合攻克中國境內的芒友,打通了滇緬公路。隨後,孫立人指揮新1軍各師團繼續猛進,3月8日攻占臘戍,3月23占領南圖,24日占領細胞,27日攻克猛岩,勝利結束第二次緬甸戰役。
孫立人和他的新38師、新1軍,在遠征緬甸,協同盟軍抗擊日本侵略者的戰鬥中,東征西討,迭克強敵屢建戰功,其運用的戰術、顯示的戰力為國內外各方充分肯定和高度讚揚。當時的國際輿論界讚譽孫立人為“東方的隆美爾”。
1945年7月,孫立人率新1軍返抵廣西南寧,準備反攻廣州。同月,應歐洲盟軍最高司令艾森豪威爾之邀,孫立人赴歐考察歐洲戰場。8月15日,侵華日軍投降。9月7日,孫立人率軍進入進入廣州,接受日軍第23軍投降。嗣後,新1軍進行了休整和擴充,成為國民黨軍五大主力之一,號稱“天下第一軍”。