民国三十三年(1944年)9月,史迪威和蒋介石彻底闹翻,双方因中印缅战区的各种问题观点不一而势同水火,其中特别刺激蒋介石的是史迪威欲以美械装备八路军,史迪威要亲自指挥中国军队特别是远征军。因远征军7个半全美械军的压倒优势兵力,从5月起向西攻击日军五十六师团腾冲、龙陵一线,付出惨重伤亡,历时4个月仍不能得手,反而频频出现险情。从印度向东攻击的仅1个军兵力之中国驻印军,则将日军十八师团全部,五十三师团、第二师团和五十六师团各一部歼灭,打通了滇缅公路的三分之二。
罗斯福总统为中美合作大局,将史迪威调回美国。
史迪威和孙立人在共事期间,因训练、作战争执不断。胡康河谷战役孟关战斗中,因对军队使用而双方大闹一场,孙立人将中印缅战区参谋长兼驻印军总指挥的史迪威从中午关在师指挥部外直到黄昏。但二人虽然关系一直不是很和睦,却也有耿直的纯粹军人间的惺惺相惜。孙立人频频顶撞,史迪威有气度容纳,是孙立人的幸运;而史迪威有孙立人这样优秀且敢于直言的将领,也是他的幸运。新一军军长郑洞国凡事都不争执,史迪威反不欣赏,除密支那战斗后期外也不让他参与指挥作战,只让其负责后勤和训练。
史迪威将军在临别之际,写信向孙立人告别,全文如下:“中国驻印军新一军军长孙立人将军,亲爱的孙将军:我已被解除中印缅战区的职务,必须和您分别。要在长时间的并肩战斗后就这样离开您对我来说是很难的,如你所知,我一直坚持中国军队只要有适当的装备和训练,就可以和世界上任何军队比肩,我很欣慰我们已经有机会将之证实了。您已经充分证实了中国军队的勇敢和能力,而能为此略尽微力让我非常骄傲,没有人能抹杀我们证明了的事实。从此以后,您已是世人瞩目的军人了。您已经为一支新的、善战的国家军队打好了基础,在这个基础上,将能够建立起使中国自由和强盛的陆军。您应该以您的此一成就自豪,我希望您能够忘却我们之间以往的所有误会和冲突,把我当作您和中国的朋友。忠实的史迪威 美国陆军四星上将”。
缅北雨季过后,中国驻印军总指挥部于10月10日下达第18号作战命令:全军分为三个纵队,继续南进。从10月15日开始缅甸反攻第二阶段作战。
新一军为左纵队,是攻击八莫的主攻部队。

八莫位于伊洛瓦底江东岸,水路南下直达曼德勒、仰光,北可上溯密支那、孟拱。发源于云南腾冲的大盈江(下游为太平江)在八莫北面流入伊洛瓦底江。陆路除密支那-八莫公路外,从腾冲到八莫还有一条骡马古道。
10月27日,新三十八师一一三团到达太平江北岸,29日以迅猛的动作歼灭据守庙堤的敌军一个中队,迫使日军退守太平江南岸。
太平江水流湍急,江面宽230米,南岸地势高于北岸。日军在南岸构筑坚固的工事,控制了所有渡口。孙立人反复观察地形后,再用两翼迂回战术:以一一三团在北岸正面佯攻,吸引守敌的注意力;师主力秘密转移到左翼山地,从上游的铁索桥过江,迂回到八莫后方。11月6日,一一二团攻占迂回路线上的要隘铜壁关,打开了前进道路。李鸿师长率部以迅雷不及掩耳之势,冲出山地,席卷莫马克至庙堤间公路东侧的所有据点。在太平江正面佯攻的一一三团也于11月8日夜间偷渡成功,到16日,占领了八莫外围的3座飞机场和若干村落。两路部队相继攻占莫马克、曼西等重要据点,切断了八莫一南坎公路,对八莫形成合围之势。
新三十八师各团肃清八莫城郊的日军据点后,于11月21日对市区发起攻击。日军凭借经营两年之久的纵深防御工事严防死守。新三十八师充分发挥兵力和装备优势,进攻时首先以强大的炮兵轰击日军阵地,然后以战车掩护步兵冲锋,并得到美国空军的支援,激烈的攻防战进行了20多天。到12月14日,日军在八莫城内的南、北两大主要据点和陆军监狱、宪兵营房、老炮台等坚固堡垒一一被攻克。新三十八师各攻击部队沿江岸公路直捣敌核心阵地,敌酋原好三大佐被击毙。
残敌见大势已去,于当晚强迫伤病官兵自戕,其余数百人突围时遭到围攻部队轻重火器的猛烈射击,除60余人跳江侥幸逃逸之外,其余悉数被歼灭。15日下午2时,新三十八师完全控制了八莫。

八莫之战是一次成功的攻坚战,新三十八师以灵活机动的指挥艺术和英勇顽强的作战风格,以较小的代价取得了重大的战果:击毙敌酋原好三大佐以下官兵2400多人,俘虏池田大尉等21人;缴获零式战斗机2架、战车10辆、各种火炮28门、轻重机枪95挺、步枪1273支、压路机和牵引车8辆。为了表彰孙立人指挥攻克八莫的重大胜利,缅北盟军最高当局将莫马克到八莫的一段公路命名为孙立人路。
孙立人为了争取战略主动,早日打通中印国际通道,于11月19日命令第二梯队新三十师超越新三十八师阵地,以3路纵队沿八莫一南坎公路及两侧山地南下,直趋南坎。
南坎位于滇缅边境的瑞丽江南岸,是一个纵长65公里、横宽11公里的狭长山间河谷,谷地四周都是高山。新三十师主力兵分3路,于11月底越过曼西,沿着绵亘数十公里的山地疾进。12月3日,先头部队在南于附近与由南坎前往增援八莫的敌山崎支队遭遇。中方抢先占领八莫一南坎公路西侧的5338高地,将日军堵截在山脚下。
日军集中各种火炮26门,对中方阵地发动猛烈反扑,敌我双方激战数日。在前线指挥的孙立人见来犯之敌兵力雄厚,速令在曼西的部队星夜增援。12月14日,山崎支队集中兵力猛攻5338高地,一天内发动了15次冲锋,发射炮弹3000多发。据守高地的官兵顽强坚守阵地,击退了敌人的疯狂进攻。山崎支队在5338高地遗厂1263具,内有中、少佐以下军官41人,丢弃轻重机枪76挺、大炮6门、步枪650支、掷弹筒46个,卡车46辆,狼狈退回南坎。
孙立人审时度势,认为在狭长的山地隘路上不利于主力部队进行正面攻击,决定仍然用迂回奇袭的拿手战法取胜,遂于新年前夕令新三十八师一一二团为独立支队,渡过瑞丽江,深入到南坎后方。
民国三十四年(1945年)1月15日晨,新一军各部在空军、炮兵和战车部队的支援下,对南坎发动总攻。上午10时,第九十团三营七连首先突入城区,到中午占领全城,守敌大部被歼灭,少数逃往腊戍。

滇西缅北反攻战形势图
新一军在南坎之战中毙敌1780余人,俘虏10余人,缴获火炮12门、轻重机枪15挺、步枪500余支、卡车12辆、轿车1辆、仓库十余所。这时,滇西战场上的中国远征军正在向滇缅边境挺进,于1月20日攻克畹町,收复滇西全部失地。
1月16日,孙立人命令新三十八师主力向芒友前进,新三十师主力扫荡逃到南坎附近老龙山区的日军残余。同日,中国驻印军总指挥索尔登、中国战区参谋长魏德迈、美军第十航空队司令戴维斯等盟军将领飞抵南坎,在孙立人陪同下越过中缅边界,到中国远征军上月收复的遮放视察。
芒友在南坎东北,畹町西南,南通腊戍,是滇缅公路与中印公路的交汇点。两条公路之间的老龙山是芒友外围的屏障,消灭芒友之敌,就打通了中缅印陆路通道上的最后一个障碍。
1月17日,新三十八师扫荡南坎东北河套之敌,并以一部进入右侧山地,向东压迫守敌。日军在海拔1800米以上的山地步步设防,寸土必争。新三十八师以旺盛的士气和强大的火力,两天拔除20多个据点,推进30多公里。21日,又攻占芒友西南外围高地,打退了日军3路反扑。孙立人为尽快结束缅北战局,决心不等肃清盘踞在老龙山之敌,即以主力对芒友发动强大攻势。1月24日,新三十八师主力对芒友发动3路进攻:一路由正面公路南下,一路由丹山断芒友之敌后路,一路由西侧山地侧击。经三昼夜激战,新三十八师于1月27日攻占芒友。同日,新三十师亦全部肃清盘踞在老龙山之敌。
民国三十四年(1945年)1月28日上午,中国驻印军和中国远征军在芒友举行了盛大的会师典礼。代表驻印军参加会师典礼的是新三十八师的一个团,会场由收复芒友的新三十八师政治部和工兵营设计布置。正中的主席台用丝质降落伞张盖,台前是一个表示胜利的巨大红色英文字母“V”,主席台正对面树立着两根旗杆。中国远征军在通往祖国的路口挂上“欢迎驻印新一军凯旋回国”的白布横幅。

上午9时左右,穿黄咔叽布军装的中国驻印军和穿灰棉军装的中国远征军部队分列在主席台前左右两方。11时,现场总指挥李鸿宣布会师典礼开始,军乐队高奏中美两国国歌,两国国旗在歌声中冉冉升起,礼炮的轰鸣在周围的山谷中回响。
中国远征军司令长官卫立煌首先致辞说:“今天的会师,是会师东京的先声。我们要打到东京,在那里会师,开庆祝会。”“滇缅战场中美的合作是值得我们永远记忆的。同盟国不但在战时要合作,在战后更要合作共建世界的和平。”接着致辞的中国驻印军总指挥索尔登高兴地说:“今天是大家顶快乐的一天,也是中美合作过程中最重要的一天。”他赞扬中国军队的英勇,号召大家“到东京会师去,让这两面国旗飘扬在东京的上空”。会师典礼于下午1:30结束,中国远征军回到国内。
中国驻印军为了确保中印公路安全畅通,继续出征扫荡盘踞在缅北的新维、腊戍等地的残敌。
会师典礼在芒友结束后,中印公路主线通车典礼随即在滇缅交通要冲畹町隆重举行。典礼主席台设在畹町河畔,横跨界河的木桥两头都搭起彩牌楼,国民政府行政院副院长宋子文专程从重庆前来主持通车典礼。14:40,中印公路通车典礼开始。宋子文代表蒋介石首先致辞,向为打通中印公路而奋战的全体中、美官兵致敬,卫立煌、索尔登、皮可、戴维斯、陈纳德等人也相继致辞。15:30,宋子文为通车典礼剪彩。
浩浩荡荡的车队在皮可乘坐的吉普车带领下,在热烈的欢呼声中缓缓驶过界河上的小桥,进入中国境内,中、美空军的飞机在边界上空盘旋掩护。蒋介石于同日发表题为《中印公路开辟之意义》的广播演说,宣布:“我们打破了敌人对中国的包围。请允许我以约瑟夫・史迪威将军的名字为这条公路命名,纪念他的杰出贡献,纪念他指挥下的盟军部队和中国军队在缅甸战役中以及修筑公路的过程中做出的卓越贡献。”美军印缅战区司令部颁布命令,肯定了“史迪威公路”这一名称。
芒友会师后,孙立人指挥新一军,兵分三路扫荡缅北残敌,民国三十四年(1945年)2月连克南帕卡、贵街、新维、南渡,3月8日收复腊戍。3月30日,新一军五十师攻占曼德勒东北的乔梅,与英印军第三十六师会师。

乔梅之战是中国驻印军反攻缅北战役的最后一场战斗,根据中、美、英三国的协议,中国驻印军在缅甸的作战任务至此完成。
抗战胜利后,人们对新一军在第二次缅甸战役中的战绩做过一次详细统计,得出的具体数据是:击毙日军联队长以下官兵33000余人,打伤日军75000余人,俘虏日军大尉以下的官佐323人,缴获大炮186门,战车67台,汽车552台,攻占公路646英里(约1140公里)。新一军则伤亡17000人。
这种战绩是抗战期间中国所有军级编制单位中最为优秀的,没有任何其他一支中国军队的战绩能和新一军相比。
民国三十四年(1945年)6月,新一军奉调回国,编入第二方面军序列。民国三十四年(1945年)7月,孙立人率新一军返抵广西南宁,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,日本向盟国投降。9月7日,孙立人率军进入广州,接受日军第二十三军投降。
新一军驻防广州后,进行了休整和扩充,成为国军五大主力之一,号称“天下第一军”,孙立人因战功赫赫被誉为“东方隆美尔”。民国三十五年(1946年)1月1日,孙立人奉命参加联合国参谋首长会议。