5月底，孙立人率新三十八师到达印度边境。英驻印边防军要求中国军队解除武装，以难民身份进入印度，孙立人拒绝解除武装。恰巧，为新三十八师在仁安羌解救过的英联军第一师师长正于当地医院疗伤，闻知孙立人部的情况后，即前往调解。第二天，新三十八师开进印度，英军仪仗队列队奏乐，鸣炮十响以表欢迎。    

1942年8月，先后到达印度的中国远征军新三十八师和新二十二师进驻印度兰姆珈训练基地，番号改为中国驻印军，开始装备美械和训练。10月，中国驻印部队改编成新一军，郑洞国任军长，下辖孙立人新三十八师和廖耀湘新二十二师。史迪威曾一度想解除所有团以上中国军官的指挥权而代以美国军官，遭到全体中国军官的一致反对，史迪威于是改成在团一级设立美国顾问，实行双重领导。1943年10月，中国驻印军开始向缅北大举反攻。    

于邦大捷，第二次缅甸战役开始，孙立人指挥新三十八师进攻胡康河谷日军18师团。10月29日占领新平洋，12月29日攻占于邦。当日军俘虏被带到孙立人的面前时，孙立人厌恶地皱皱眉头，不加思索地命令参谋：“这些狗杂种!你去审一下，凡是到过中国的，一律就地枪毙，今后都这样办。”命令被迅速执行。日军第十八师团曾在中国战场上犯下累累罪行，这些俘虏手上沾满中国人的鲜血，最终在劫难逃。   

第18师团43年8月改编为3单位师团后，每个步兵大队从4个步兵中队缩减为3个步兵中队，骑兵大队被解散，野战医院和山炮联队的汽车被撤销，辎重兵联队也失去1个汽车中队，导致运送物资十分不便，弹药保障不足，每支步枪仅配备子弹150发，每门火炮配备炮弹100-120发。但增编了1个野炮大队(缺编1个中队，只有8门150毫米榴弹炮)，全师团总兵力1.5万人。兵力高度分散，在胡康河谷仅3个步兵大队，4000多人。另4个步兵大队在怒江作战后返回密支那途中，其余分散在密支那、八莫、杰沙等地。第18师团素称精锐，转战中国多年一向看不起中国军队，但此次与驻印军作战却接连受挫。新三十八师10月29日占领新平洋，12月29日攻占于邦，此次作战系驻印军第一次与日军王牌部队作战获胜，称为于邦大捷，史迪威也到一线督战，据战场检验尸体共有184名，未有俘虏。这是美国军工生产和中国士兵勇敢结合的奇迹。

据日军战史记载：“师团长接到两军交锋报告后，判断这支敌军只是为了掩护中美军主力越境派出来的一支先遣部队，首先命令富昆南部地区的第56联队急速前进，企图将其各个击破。及至该联队到达战场交战后才搞清楚，敌军原来是中国军第38师(孙立人师)一支劲旅，和第18师团过去在中国大陆上接触过的中国军队，在素质上完全不同，因而大吃一惊。过去，日军以一个营消灭中国军一个师乃是家常便饭。尤其是这个在九州编成的师团，在中国战场上久经战斗，纵横驰骋，同中国军交战最有自信。然而，此次在富昆的中国军，无论是编制、装备，还是战术、训练，都完全改变了面貌。尽管第56联队奋勇猛攻，敌军圆形阵地在炽密的火力网和空军的支援下不仅毫不动摇，而我军的损失却不断增加。敌军虽已遭到了将近九百名的损失，却仍顽强抵抗，坚守密林阵地，毫不退让。于是立即向上级报告了这个情况，使全军不禁为之愕然。”

胡康谷地战役，1944年2月1日攻克太白加，3月4日与廖耀湘新二十二师两路夹击攻克孟关。3月9日，新三十八师113团与美军突击队联手攻占瓦鲁班。日军号称“丛林作战之王”的第十八师团死伤惨重，狼狈逃出胡康河谷。驻印军攻占胡康河谷后，3月14日乘胜向孟拱河谷进攻。新三十八师113团从左翼翻山越岭迂回到坚布山后方，和新二十二师两面夹击，29日攻占坚布山天险，扣开了孟拱河谷的大门。4月24日，按史迪威的计划，新三十八师和新二十二师分别向孟拱和加迈攻击前进。5月下旬，孙立人将军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二十二师包围，加迈城内兵力极为空虚，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，以112团秘密渡过南高江，向加迈南面的西通迂回，切断加迈日军的后路;以113团向西进取加迈﹔以114团向南对孟拱实施大纵深穿插。6月16日，113团与新二十二师会师加迈，1944年7月日第18师团被迫放弃加迈，已处于“最后死斗阶段”，师团长田中新一中将写下遗书，作最后死斗，但3天后侥幸全部撤出(《长编》，中册，281页)。驻印军胡康河谷之战，宣布毙伤日军2.3万人，自身伤亡1.1万(其中新38师自己统计毙伤敌不足1万，但日军记载18师团胡康河谷作战，死亡3200人，受伤1800人，合计5000人(《侵华长编》，中册，282页)。史迪威认为日军之所以在绝对劣境中逃出，是因为中国军队害怕日军困兽犹斗招致自身重大伤亡，所以封闭合围圈迟缓，故日军18师团甚至出乎自己意料，得以大部分脱逃。    

8月3日，中美联军克复密支那。至此，反攻缅北的第一期战斗结束。中国驻印军重创日军第十八师团(因为在日后的英日缅甸敏铁拉会战中，1.5万人的18师团还是有7000战斗兵员，作为军主力骨干兵团使用，故此处用重创而不是歼灭)，一雪两年前退兵缅甸的耻辱。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”。中国驻印军攻克密支那后，部队进行休整扩编，由新一军扩编成两个军，即新一军和新六军。孙立人任新一军中将军长，下辖新三十八师和新三十师(后廖耀湘新六军回国增援国内抗战，其五十师编入新一军)。  

抗战时期，美国所派来的史迪威上将因与蒋介石不和而后被美国召回。孙立人由于其美国背景，十分同情史迪威，史解职回美国后，孙立人曾以中国军官的名义发动上书罗斯福总统，要求让史迪威重返中国，这些都是逾越名分、干犯大忌的行径。   

 1944年10月，反攻缅北的第二期战斗开始。中国驻印军由密支那、孟拱分两路继续向南进攻。孙立人率新一军为东路，沿密支那至八莫的公路向南进攻，连续攻取缅甸八莫、中国南坎。1945年1月27日，新一军与滇西中国远征军联合攻克中国境内的芒友，打通了滇缅公路，与滇西远征军举行芒友会师，作为在越南河内(时称东京)会师的前哨。随后，孙立人指挥新一军各师团继续猛进，3月8日攻占腊戍，3月23日占领南图，24日占领细胞，27日攻克猛岩，消灭中缅印边界所有的日军主力部队，胜利结束第二次中缅印战役。   

 孙立人将军指挥新三十八师，在远征缅甸，协同盟军抗击日本的战斗中，屡克强敌，战功卓著，其运用的战术、显示的战力为国内外各方充分肯定，有“东方隆美尔”之誉。新一军在历时两年的第二次缅战中，共击毙日军3个联队长以下3万3千余人，伤日军7万5千余人，俘虏大尉以下323人。缴获大炮186座，战车67台，汽车552台，攻取公路646英里。新一军伤亡1万7千人。没有任何其他一个中国军级战斗编制的战绩能和新一军相比。 

1945年5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，是中国唯一被邀请的高级军官。1945年7月，孙立人率新一军返抵广西南宁，准备反攻广州。8月15日，侵华日军投降。9月7日，孙将军率军进入广州，接受日军第二十三军投降，并建造新一军印缅抗日阵亡将士公墓。嗣后，新一军进行了休整和扩充，成为国军五大主力之一，号称“蓝鹰部队”。   

 1946年1月，孙立人被派往美国参加联合国参谋总长会议，1946年3月下旬，新一军乘美舰在秦皇岛登陆，由于东北战事受阻，蒋介石急电孙立人返国指挥新一军。5月15日，在四平被攻陷前夕从郑洞国手中接过新一军的指挥权，正面攻击四平，时值新六军廖耀湘部在杜聿明指挥下迂回攻占塔子山，即将切断四平守军的退路，林彪见战况不力，先下令撤退，再给军委打电话报告。杜聿明接到投降的东北民主联军总部作战科长王继芳提供的准确情报后，确定共军战力已失，命令所属5个军进行超越追击，孙立人一路的新五十师强渡辽河，攻击公主岭，五日内攻陷长春，随后取回农安、德惠等战略要地，进展顺利。德惠之役后，共军流传着“只要不打新1军，不怕中央百万兵”。在救援海城的问题上，孙立人与杜聿明发生了矛盾，致使184师因孤立无援而投共，因为美苏的秘密协定，美国势力不进入北满和美国希望在中国推行两党制，在马歇尔的调停下国共休战。国军部队追击到松花江南岸为止，但蒋介石为了显示国军在松花江以北的存在，指令杜聿明派一个团渡过松花江，占领交通要点陶赖昭堡，杜聿明明知此地地形低洼，防守困难，但是是老头子指定的，不好反驳，就把皮球踢给孙立人，孙就派非嫡系的新五十师派一个团执行这个任务。    

1947年，林彪为打破杜聿明的先南后北的作战方针，先后发动了三下江南、四保临江作战，1947年1月5日，孙部新38师1个营被共军第3师包围，孙立人命113团主力解围，结果在其塔木被全歼，113团团长赵狄被击毙。新50师150团从德惠出援也被击溃，这是孙立人第一次见识共军围点打援的威力。2月21日，1纵、2纵、6纵和一些独立师共12个师，突然二下江南，歼灭城子街新一军新38师89团，占领九台和农安。民主联军原想乘胜对德惠发起攻坚，却久攻不下，新五十师一四九团因坚守德惠被蒋介石赐名“中正团”，孙立人和陈明仁立即指挥4个师北上解围德惠，杜聿明打开了小丰满水库，使松花江江水大涨。企图截断民主联军的退路，迫使民主联军在松花江南与国民党军进行决战。东北民主联军却回避决战，撤到松花江北。随后在三下江南作战中，陈明仁的71军又有两个师被全歼，师长阵亡。新一军和新六军也各被歼灭一部。

孙立人和他的新一军自出关后，再没有什么光辉的传奇了。东北民主联军编了一段顺口溜：“吃菜爱吃白菜心，打仗要打新一军”。“新一军自称鹰，实际是狗熊，行动像乌龟，打仗像爬虫。”新一军官兵颇不服气，113团2营营长孙蔚民被俘后扬言：“我们军座孙立人将军说过，新一军只打胜仗，不打败仗，你们的总司令林彪将军太不仗义，偷偷摸摸地打，要不我们摆开阵势，重新打一打试试。”孙立人自己提交的报告也认为共军行动积极果断，攻击精神旺盛，部队分散防守极为不利，要求放弃阵地打机动战，但他已经没有机会了。 杜聿明屡次发电向蒋介石批评孙立人，指责其作战不力，骄横跋扈。蒋介石鉴于孙立人和杜聿明不合，而且在东北将领中比较孤立，不可能取代杜聿明统领各军，于是明升暗降其升为东北保安司令部副司令长官虚职，解除兵权，其新一军军长之职由坚守德惠成名，黄埔出身的新第50师师长潘裕昆接任。    

同年8月，蒋介石将孙立人调离东北，出任陆军副总司令兼陆军训练部司令，在南京成立陆军训练司令部。    

对于孙立人，蒋中正在日记里的记载显示，他并非不愿用他，但是「吴国桢)、孙屡屡挟外(美国)自重」，蒋日记里多次痛斥。从1949年五六月间美驻台北领事艾嘉致国务卿的七封电报可知，孙立人对美国外交官一直埋怨陈诚故意雪藏他，以至于他有职无权，他希望军民分治，又说台湾局势已发展到人心思变的地步，还抨击陈诚、彭孟缉等人起码落后于时代五十年云云。身为军方要员，向外国官员责骂本国政府，自然是越轨之举。    

当时与孙立人勾结的是美国的左派国务院。美国国务院自1950年初开始，紧锣密鼓地推动台湾政变。国务院中国科于1950年2月20日拟订「台湾政变草案」，建议以孙立人为斩府攀旗的政变指挥官，推翻蒋政权，以「反共，保台，联美」为政变宗旨，对蒋的处臵方式则以软禁或放逐为主。    

1950年3月20日，美国中情局一份机密报告称：「近几个月的报道显示，受过美国教育、现负责台湾防务的孙立人，正计划发动政变，俾使蒋介石成为有名无实的领袖，且铲除其亲信。   

4月下旬国军部队撤离海口后，美国驻华武官巴瑞特向国务院发了一通极机密电报，引述孙立人的话说：蒋介石及其党羽已到了「混乱与绝望」的状态，孙建议采取「剧烈的行动以挽回狂澜」。巴瑞特4月27日会见孙立人时，孙主动提出「蒋介石问题」。腊斯克于5月1日见到此电，两天后的 5月3日，国务院政策计划处官员尼兹在一次秘密会议中正式提出了由孙立人发动兵变以倒蒋的方案。方案说，政变目的乃是「彻底铲除国民党的所有重要官员，由孙立人掌控全部军权」——这些工作必须在四十八小时内完成。政变后的政治真空则由美国调集官员去填补——三天之后，美国派出一批最能干的官员到台湾充任政府的顾问。 5月3日腊斯克呈交艾奇逊一份演示文稿，指出美国已在台湾部署秘密行动，以武装支持岛上的领袖，他建议告知蒋介石，嘱其离开台湾。   

对“孙案”之调查，由副总统陈诚为主任委员，与王宠惠、许世英、张群、何应钦、吴忠信、王云五、黄少谷、俞大维等组成“九人委员会”，负责调查“郭廷亮匪谍案”。另外监察院也由中国国民党籍监委陶百川、无党籍监委曹启华、萧一山、王枕华、余俊贤自行发动调查。陈诚的九人小组审讯郭廷亮等，得到彼等“坦承不讳”之“自首”结果。由于郭系孙立人之联络官，九人调查小组认为孙“未适当防范，有失查之责。”军事法庭遂以匪谍罪判处郭廷亮无期徒刑。郭在绿岛服刑，其后假释返台却发生在火车上跳车身亡的“意外”。    

1955年10月31日，孙立人将军被正式免去总统府参军长职务，软禁于台中向上路一段十八号的宅邸达33年，在美国军方的压力下，国民党当局以“不杀、不审、不问、不判、不抓、不关、不放”的“七不政策”之下，以软禁代替刑罪。孙立人平时有空种种玫瑰，靠家人卖“将军花”维生，直至1988年3月20日国防部部长郑为元来到孙立人家中，向孙立人宣布，从即日起“恢复一切行动、言论的自由”。有记者采访孙立人对“平反”一事有何感想时，孙立人一直坦荡地说：“从未„反‟过，何„平‟之有?”孙立人兵变案各方说话不一，有待进一步研究论证。既使孙立人有兵变的意图和举动，以孙将军深厚的爱国情怀，也是旨在为公为国，力求变革发展。在那个独栽世袭的年代，也是实属无奈之举。但无论如何，孙立人作为爱国抗日名将，其丰功伟绩永远值得我们后人颂扬的。    

1990年11月19日，孙立人病逝于台中县大里市寓所(台中市前私立立人高中的马路右边大宅院)，享寿90岁。孙立人将军逝世时，参谋总长郝柏村受政府训令，派陆军总司令部办理治丧事宜。时任中华民国总统李登辉先生颁发褒扬令。丧礼由时任国防部长陈履安(原副总统兼孙案“九人小组”组长陈诚之长子)主祭，参谋本部、三军总司令部等陆海空高级军官皆出席。遗体由维吉尼亚军校代表覆盖校旗，再由中华民国政府指派之覆旗官，许历农、罗本立、温哈熊、黄幸强代表国家覆盖国旗，备极哀荣。遗体安葬东山墓园。    

孙立人是国民革命军中，具备丰富现代化作战经验和高度指挥能力的将领，并拥有崇高的国际声望，是国民革命军中与众不同的一名将军，也是国民革命军当中极少数从美国军校毕业的高阶将领。反对意见则认为，孙立人孤高自傲，与作为国民革命军主流的黄埔系将领格格不入，也不擅协调各方面间之矛盾，使他在注重人脉的国民革命军中难有大作为。刘宜良(江南)的《蒋经国传》中曾提到：“孙是个非常优秀的带兵官，但是位很坏的领袖。讲人际关系，和他的同辈，几乎没有人可以和得来。任陆军总司令期间，每周军事会报，从来未准时出席，其理由非常可笑：他不愿意向周至柔总长敬礼，迟到能避免，因为，总统已在场。”香港“七十年代”刊“孙立人在台兵变经过”一文，对孙立人受排挤的情况有相当生动的描写：“可怜的陆军，四面是海，可怜的总司令，孤掌难鸣，陆军提出的许多问题，都遭到空海军的联合杯葛、阻碍。有时孙立人气急了，就在会议上向蒋介石报告说：海军、空军如何好、如何行，那么请总统将陆海空三军测验一下，比一比，看究竟那一军好。先从我们三军总司令考起，比文也好、比武也好、比立正稍息也好、比X+Y也好，由你们海空军决定好了。像这样情形，最后还是由蒋介石打圆场。”    

孙立人是国民党将领中少数能打胜仗的名将之一。他长期在补给充足的精锐部队任职，无论在中缅印对日战役，或在东北新一军对中共的战事等，面对各种艰苦复杂的作战环境皆有深刻的认识与卓越的战绩，不同于国府嫡系将领一般的庸碌。正因为孙立人将军拥有出众的军事才能和骄人的战绩，善于指挥机械化部队，所以有人把他誉为“东方隆美尔”。    

孙立人故居，坐落在金牛镇旁，金牛山半山腰处，坐北朝南。初建时有百余间房屋，解放后逐渐拆除，现为金牛镇中学校址，留下房屋一幢11间，约250平方米，是孙立人24岁时结婚时住处，木架结构，青砖小瓦，走廊及房内雕梁画栋，为明显的晚清民居建筑风格。    

2001年被庐江县人民政府公布为第二批县级重点文物保护单位。