1942年4月，孫立人率領新38師赴緬甸作戰。17日，西線英軍步兵第一師及裝甲第七旅被日軍包圍于仁安羌，糧盡彈缺，水源斷絕，陷于絕境。奉負責盟軍聯合作戰指揮的史迪威將軍之命，孫立人親率113團星夜馳援。18日凌晨，向日軍發起猛烈攻擊，到了中午即攻克日軍陣地。殲敵一個大隊，解除了七千英軍之圍，并救出被日軍俘虜的英軍官兵、傳教士和記者500余人。仁安羌之戰是中國遠征軍入緬后的第一個勝仗，孫立人以700余人的兵力，擊退數倍于己之敵，救出了近十倍于己的友軍，震動盟國。為此，美國羅斯福總統授予他“豐功”勛章，英王喬治六世授予他“帝國司令”勛章，孫立人是第一個獲得這一勛章的外籍將領。

5月底，孫立人率領38師撤往印度邊境。英駐印邊防軍要中國軍隊解除武裝，以難民身份進入印度。孫立人見英國人過河拆橋，頓時怒火升騰，下令部隊準備戰斗。碰巧的是英軍第一師師長在附近住院，得知情況后馬上趕來，告之邊防將領：這可不是一支潰軍，它是有大大戰功的。他將信將疑，來到新38師營地。200名精壯士兵組成一支儀仗隊在門口迎接，軍裝破了些，可精神無不抖擻，隊伍前面還擺著擦得埕亮的兩門小鋼炮，四挺重機槍。他見慣了從緬甸敗退過來的英軍，為了逃命，能丟的輕武器都丟得差不多了，誰還會去管重武器？他問機槍手是如何想的，后者被亞熱帶的陽光曬得黎黑的臉上眉頭未皺，脫口而出：“武器是士兵的生命，人在武器在！”孫立人接著領英軍將領參觀井然有序的營房，又舉行了軍事表演。英軍將領肅然起敬，態度為之一變。次日，英軍擺開儀仗隊，又鳴禮炮十響，隆重歡迎新38師開進印度。

1943年10月，中國駐印軍開始向緬北大舉反攻。新38師猶如下山猛虎一路長驅，在此后歷時兩年兩期的作戰中，新38師擴編為新一軍，共擊斃日軍王牌第18師團3個聯隊長以下3萬3千余官兵，傷日軍7萬5千余人，俘虜大尉以下323人。1943年12月29日拿下于邦時，當日軍俘虜被帶到孫立人面前，他不假思索的命令身邊的參謀：“這些狗雜種！你們去審一下，凡是到過中國的，一律就地槍斃，今后都這樣辦！”此外，繳獲大炮186座，戰車67臺，汽車552臺，奪取公路646英里。由于孫立人卓越的戰術的運用，新一軍自己的死亡只有1萬7千人。戰史表明，在整個抗戰期間，沒有任何一個中國軍級戰斗編制的戰績能和新一軍相比。孫立人因此被西方人視為“東方隆美爾”，新一軍被國內輿論界稱為“天下第一軍”。雖然在作戰部署中，孫立人對史迪威屢有頂撞，但史迪威極為欣賞他，到了緬戰后期，干脆放兵權于他，由孫立人視局勢自行決定新一軍的進退。

世界反法西斯戰爭勝利的曙光在即，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。日本投降后，美國邀中國派出一支由5萬人組成的軍隊，協助美軍占領并管理日本，并特別點名希望派遣孫立人的新一軍去。倘若真有孫立人麾下5萬烈火金剛進駐列島，此后的日本走向及中日關系，可能又是另一種寫法。