此次战役后，孙廖对各自部下的命令只要通知史迪威，无需批准。
3月14日，驻印军乘胜攻击孟拱河谷。孟拱河谷，从西向东，是卡盟，孟拱，密支拿三大要点。史迪威的作战计划，是以新38师和新22师攻击卡盟，将日军主力吸引到孟拱以西，再从空中突袭日军后方的密支拿。
驻印军首先要打开孟拱河谷的大门，即长20英里的布杰班山天险。新22师从正面佯攻，新38师113团从左翼翻越险峻的库芒山脉迂回抄向布杰班山后路。112团1营则在113团更外侧施行更深远的迂回。新38师在此前已多次以侧翼迂回赢得胜利，田中新一已受教训。然库芒山脉奇险无比，田中认为无论如何大部队无法翻越之。113团以无比坚韧之毅力历14日终于迂回成功，和新22师两面夹击，只用一天就占领了布杰班山天险。
日军见驻印军势不可挡，即飞调原防守密支拿的114联队主力和56师团146联队一部，增援加迈的刚补充完的55和56联队。史迪威即以新30师之88团，新50师之150团和美军梅利尔特种团长程偷袭密支拿。5月17日，150团突袭攻占密支拿机场，盟军立刻从空中运补重武器，粮弹和增援部队新30师之89团。5月19日，盟军向密支拿发起攻击。然盟军过于谨慎，投入过多兵力警戒掩护，攻击兵力过少，只150团一团，无力攻克密支拿。以后日军援兵源源赶到，盟军虽亦以空运增兵，但战机已失，突袭变成了强攻。密支拿奇袭未能达成作战目标，对战局影响甚大，因5月底即将开始连绵数月的雨季，其间空运甚为困难，而密支拿一万多盟军补给全靠空运。非常危险，急需正面我军攻取加迈和孟拱，以打通到密支拿的地面路线。
孙立人决心再用迂回敌后战术达成此一作战目的。5月21日，112团奉孙立人命负4日干粮和1个基数弹药插向卡盟背后的西通。112团隐蔽地穿越日军多层警戒线，于5月25日赶到南高江东岸。南高江原水流甚缓，但连日大雨后江面宽达千米且水流湍急。112团以急造器材连夜偷渡，于26日凌晨突然攻击西通，日军惊惶失措，还以为是伞兵天降，到27日，112团已经完全肃清西通和周围地区的日军第12辎重联队，炮兵第21大队1中队，和警备队共二个中队。共击毙日军9百余人，缴获155重炮4门，满载械弹汽车75台，骡马500余匹，粮弹仓库15座。28日，112团继续向南北两面发展，击毙日军二百余人，占领粮弹仓库20多座，日军在孟拱河谷的粮弹辎重大部落入112团手中。29日，日军为挽救危局，以18师团之114联队从加迈方向，第2师团之第四联队和53师团151联队从孟拱方向，配以重炮战车南北夹击112团。112团两面作战，寸步不让，一直坚持到6月14日113团从加迈方向攻到，南面日军也退保孟拱，共击毙日军二千七百人，日军3个新锐联队全被打残。
112团迂回西通，切断加迈日军18师团后路后，孙立人抓住战机，以113团向加迈猛进，加迈日军18师团各部因后路被112团切断，粮弹俱绝，虽欲死守亦无可能。113团于6月9日攻克加迈。在113团攻击加迈同时，114团向孟拱实施大纵深穿插，沿路冲垮日军阻击，于20日肃清孟拱外围要点。21日，原从孟拱往援密支拿的53炮兵联队回援孟拱，在城郊被114团伏击击溃，联队长高见量太郎被击毙。
22日，114团在大雨中发起对孟拱的攻击，官兵在没过大腿的泥水中奋勇向前，孟拱日军18师团，53师团，第2师团各部都是新38师手下败将，全无战意，到25日，114团攻克筑有坚固工事的孟拱，田中新一从地道狼狈逃走。至此，已歼灭孟拱河谷日军主力，密支拿城外的盟军亦无须再两面作战和全依赖空运补充，仅剩密支拿尚待攻克。日军从卡萨以53师团128联队和补充完的53炮兵联队向密支拿增援，于密支拿以南被113团和114团伏击，激战3天，被大部歼灭。从此密支哪日军再无援可期。新38师在孟拱河谷战役中歼灭日本最精锐的第十八师团的主力，缴获其军旗、关防、大量文件及各种武器。及53师团，第2师团，第56师团各一部，击毙日军一万二千余人，自身伤亡尚不到千人。8月5日，盟军历经78日苦战，终于攻克密支拿。此战盟军先后共投入6个团，即梅利尔特种团，新30师全部3个团，新14师42团，新50师150团，歼灭日军约3千人，自身伤亡约7千人。
孟拱河谷战役结束后，驻印军乘雨季进行休整。新一军扩编成两个军。孙立人新一军下辖李鸿新38师，唐守治新30师。廖耀湘新六军下辖李涛新22师，潘裕昆新50师，龙天武新14师。日本中国派遣军为解救50万缅甸方面军的危局，于6月发动规模空前的一号作战，中国军队精锐大部用于缅甸战场，且蒋介石指挥有误，战局不断恶化。新六军新22师和新14师空运回国增援，新50师留缅编入新一军。
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56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一个军兵力之中国驻印军则将日军18师团全部，53师团，第2师团和56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114团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，除密支拿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，向孙立人遗书告别。
全译如下：
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。您已经充分证示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。从此已后，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
新一军经过近2个月的密支拿休整，于10月15日开始缅甸反攻第二阶段作战。此时中国远征军已基本攻占腾冲龙陵一线，但伤亡惨重，无力完成原来的任务，即打通滇缅公路从云南到密支拿段。于是重新划分任务，中国远征军负责肃清云南境内日军56师团的少量残部。中国驻印军接过打通滇缅公路剩余段的任务。
新38师担任攻击滇缅路要点八莫的任务。八莫守军是日军第2师团搜索联队，16联队一部，及18师团55联队在孟拱河谷被歼灭后重建的一部，再配以重炮和战车各一部。新38师一路拔除日军前哨据点，于10月底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，于11月中包围八莫并攻占八莫外围所有要点。新38师经过1个月攻坚战，将守军五千余人全歼，击毙八莫守备队司令官原三好大佐，攻克了工事要塞化，号称至少能坚守三个月的八莫。缴获仅重炮即有28座之多。当时正是中国国内战局最危急时刻，日军攻克桂林后再克独山，都匀，重庆震动。新38师攻取缅北重镇八莫将中国国内民心士气大为振作，中国军队在密支那休整约两个月后，向日寇发动了最后的攻击，用缴获的日军文件上的一句话来说：“支那军归国心切，锐不可挡”。
新38师攻击八莫同时，孙立人命新30师绕过八莫，指向八莫以南40英里，位于中缅边境的南坎。12月3日，新30师前锋90团与北上增援八莫的日军遭遇。日军兵力为重建的55联队主力，重建的56师团146联队一部，炮兵18联队一部，辎重工兵各一部，和新锐的49师团168联队全部。14日，日军集中主力强攻90团3营防守的5338高地，从日到晚一昼夜间连续冲锋15次，遗尸1263具，90团乘势反击，日军丢弃大量枪炮弹械逃走。在90团和日军激战同时，88团，89团，112团，114团从侧翼绕过直取南坎，于1945年1月7日将南坎包围，15日，在大雾中一举攻克远征军两次攻击不能攻克的南坎。