1942年4月，孙立人率领新38师赴缅甸作战。17日，西线英军步兵第一师及装甲第七旅被日军包围于仁安羌，粮尽弹缺，水源断绝，陷于绝境。奉负责盟军联合作战指挥的史迪威将军之命，孙立人亲率113团星夜驰援。18日凌晨，向日军发起猛烈攻击，到了中午即攻克日军阵地。歼敌一个大队，解除了七千英军之围，并救出被日军俘虏的英军官兵、传教士和记者500余人。仁安羌之战是中国远征军入缅后的第一个胜仗，孙立人以700余人的兵力，击退数倍于己之敌，救出了近十倍于己的友军，震动盟国。为此，美国罗斯福总统授予他“丰功”勋章，英王乔治六世授予他“帝国司令”勋章，孙立人是第一个获得这一勋章的外籍将领。
5月底，孙立人率领38师撤往印度边境。英驻印边防军要中国军队解除武装，以难民身份进入印度。孙立人见英国人过河拆桥，顿时怒火升腾，下令部队准备战斗。碰巧的是英军第一师师长在附近住院，得知情况后马上赶来，告之边防将领：这可不是一支溃军，它是有大大战功的。他将信将疑，来到新38师营地。200名精壮士兵组成一支仪仗队在门口迎接，军装破了些，可精神无不抖擞，队伍前面还摆着擦得埕亮的两门小钢炮，四挺重机枪。他见惯了从缅甸败退过来的英军，为了逃命，能丢的轻武器都丢得差不多了，谁还会去管重武器？他问机枪手是如何想的，后者被亚热带的阳光晒得黎黑的脸上眉头未皱，脱口而出：“武器是士兵的生命，人在武器在！”孙立人接着领英军将领参观井然有序的营房，又举行了军事表演。英军将领肃然起敬，态度为之一变。次日，英军摆开仪仗队，又鸣礼炮十响，隆重欢迎新38师开进印度。
1943年10月，中国驻印军开始向缅北大举反攻。新38师犹如下山猛虎一路长驱，在此后历时两年两期的作战中，新38师扩编为新一军，共击毙日军王牌第18师团3个联队长以下3万3千余官兵，伤日军7万5千余人，俘虏大尉以下323人。1943年12月29日拿下于邦时，当日军俘虏被带到孙立人面前，他不假思索的命令身边的参谋：“这些狗杂种！你们去审一下，凡是到过中国的，一律就地枪毙，今后都这样办！”此外，缴获大炮186座，战车67台，汽车552台，夺取公路646英里。由于孙立人卓越的战术的运用，新一军自己的死亡只有1万7千人。战史表明，在整个抗战期间，没有任何一个中国军级战斗编制的战绩能和新一军相比。孙立人因此被西方人视为“东方隆美尔”，新一军被国内舆论界称为“天下第一军”。虽然在作战部署中，孙立人对史迪威屡有顶撞，但史迪威极为欣赏他，到了缅战后期，干脆放兵权于他，由孙立人视局势自行决定新一军的进退。
世界反法西斯战争胜利的曙光在即，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。日本投降后，美国邀中国派出一支由5万人组成的军队，协助美军占领并管理日本，并特别点名希望派遣孙立人的新一军去。倘若真有孙立人麾下5万烈火金刚进驻列岛，此后的日本走向及中日关系，可能又是另一种写法。
