中国远征军新三十八师和新二十二师在撤回印度之后，进驻印度兰姆伽训练基地，番号改为中国驻印军。1942年10月开始向缅北反攻，这便是第二次入缅作战。1942年他的新38师给日军王牌第18师团等部给予毁灭性打击，歼灭日军2万多人，一血两年前退兵缅甸的耻辱，史迪威将军称此战为“中国历史上对第一流敌人的第一次持久进攻战”。
有网络传言在这其中，孙立人曾下令将1200名日军俘虏中所有到过中国的都活埋，仅一名台湾新兵未到过中国而幸免于难。而此乃无稽之谈，一些当年随孙立人远征的38师老兵也明确否认孙下令杀过战俘。比如叶兆言曾写文章记载一位抗战老兵的说法：“广州一位三十八师老兵托人打电话给我……这位老者是孙立人部下，当年在师部谍报队服役，是活着的见证人。出于对老长官的热爱，他强调了以下几点：第一，日本人非常顽强，生俘的很少，所谓活埋是胡说八道。第二，活捉俘虏可以奖励，为了邀功，也不会这么做。第三，为获得情报，任何一名被俘的日本士兵都有价值，为防止他们自杀，常捆绑在门板上，战俘待遇很高，有时甚至用飞机押送，如果要杀，根本没必要浪费时间。这位叫梁振奋的老兵特别提到了孙立人的留美经历，说孙将军在美国学习军事，他接受的教育，不可能做出虐杀战俘的不人道行为。”
孙立人远征军到印度后
中国远征军失败后，孙立人率部队撤到印度，成为首个驻印部队
1942年4月下旬，缅甸战场形势恶化，英军决定撤出缅甸;新三十八师负责掩护英军撤退。不久，日军奇袭东线，占领腊戍，封住了中国远征军回国之路途。新三十八师第112团奉命前往印道以南的温佐占领阵地，掩护第五军主力北撤。第112团在温佐被日军包围，而第113团又在卡萨与来自八莫之敌激战，两个团相距位置在100公里以上，前、后、右三方均受敌威胁。
第五军军长杜聿明决定率领远征军翻越缅甸西南的野人山，经云南回国。孙立人认为野人山绵延千里，难以穿越。于是在掩护第五军主力撤退之后，没有跟随杜聿明进入野人山，而是决心抗命，转头向西，进入印度。他命令第114团、第113团向温佐方面集结，打击尾追之敌，救出第112团;然后全师向西北行进，转入山林地区。
5月16日拂晓，新三十八师进入两边都是悬崖峭壁的深谷中，谷中有一条河流，别无道路通行。当时雨季尚未来临，河水最深处只到腹部，孙立人告诉部队要克服困难，否则雨季到来，后果不堪设想。他下令将所有的车辆及辎重焚毁，部队在水中跋涉一昼夜，始出山口，来到亲敦江右岸的榜宾地区。此时日军的大部队和水上炮舰正从下游驶往这一地区。孙立人命部队准备木排，趁黑夜渡江。第二天日军追到榜宾时，与该师后卫部队发生激战，恰逢天降大雨，后卫部队亦迅速渡江。
5月27日，新三十八师除第113团因卡萨战斗未赶上主力外，该师已安全进入印度英帕尔东南约29公里处的普拉村集结待命。两个星期以后，刘放吾率第113团也赶到了英帕尔。结果由经野人山回国的远征军第五军各部损失惨重，死亡七千多人，而新三十八师则全须全尾，安全到达了印度。
经史迪威与英军负责人商定后，以印度加尔各答西北的兰姆伽作为训练中国军队的基地。史迪威和美国教官对驻印军进行严格训练。8月骄阳似火，史迪威汗流浃背，亲自在训练场上，一会儿卧在尘土中，一会儿为士兵耐心讲解，从射击到战术，为中国士兵进行示范。在美英盟军的帮助下，驻印军在兰姆伽整军经武，刻苦训练，练就丛林战的过硬本领，日后的新七军军长李鸿作为“兰姆伽营地的开拓者”，因为干练坚决表现出色而被史迪威称为“东方的蒙哥马利”。