4月底，按照史迪威的计划，新编第三十八师和新编第二十二师分别向孟拱和加迈进攻。5月下旬，孙立人从缴获的日军信件中获知：由于日军第十八师团主力在索卡道被新编第二十二师包围，加迈城内兵力空虚，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，让一一二团秘密渡过南高江，向加迈南面的西通迂回，切断加迈的日军后路；以一一三团向西进取加迈，以一一四团向南对孟拱实施大纵深穿插。6月中旬，一一三团与新编第二十二师会师于加迈，田中新一率一千五百余残兵仓皇南逃。6月25日，新编第三十八师攻克孟拱，给第十八师团等部以毁灭性打击，歼灭日军两万多人，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”。
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中国驻印军攻克密支那后，部队进行休整扩编，新编第一军扩编成两个军，即新编第一军和新编第六军。孙立人担任新编第一军中将军长。
1944年9月，史迪威和蒋介石彻底闹翻，双方因对中印缅战区的种种问题观点不一而势如水火，特别是史迪威坚决反对蒋介石抽调新编第六军回国加强广西、鄂西防务。罗斯福总统为中美合作大局，将史迪威调回，由魏德迈接任中国战区参谋长。
史迪威走了。临别时，他专门写信给孙立人告别：“你已经创立了一个新而有效的国军，有了这个先例，中国可以组织一个使你们自由而强盛的军队，你应该以你的成就自豪。希望你忘记我们之间以往的任何误会和意见的冲突，把我当作你的朋友和中国之友。”这位称蒋介石为“花生米”（美国俚语，指野心大而能力差的人）的美国人，却对孙立人发自内心地敬重。
孙立人与史迪威
经过近两个月的密支那休整，中国驻印军又开始了缅甸反攻第二季。此时，中国远征军已基本攻占腾冲、龙陵一线，但伤亡惨重，无力完成原定的打通滇缅公路从云南到密支那段的任务。中国驻印军接过打通滇缅公路剩余段的任务。新编第三十八师担任攻击滇缅路要点八莫的重任。他们一路拔除日军前哨据点，很快抵达日军太平江防线。孙立人再用两翼迂回战术，从上下游渡江，突破日军防线，包围八莫并攻占其外围所有要点。经过一个月的攻坚战，将守军五千余人全歼，击毙八莫守备队司令官原三好大佐。攻击八莫的同时，孙立人命新编第三十八师绕道进攻位于中缅边境的南坎，并在大雾中一举攻克中国远征军两次不能攻克的南坎。不久，新编第三十八师主力又攻克中国境内的芒市，滇缅公路就此全部打通。两支远征军在芒友会师，卫立煌和孙立人终于在畹町见面了，中印公路（史迪威公路）顺利通车。新编第一军继续前进，连续攻取新维、腊戍，随后日军被迫全部撤出缅甸，远征军取得最终胜利。
孙立人和他的新编第三十八师及后来的新编第一军远征缅甸，屡克强敌、屡建战功，他运用的战术、显示的战力，受到国内外各方的肯定和赞扬，当时的国际舆论界更是赞誉他为“东方的隆美尔”。
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