2月1日，史迪威將指揮部遷至剛剛奪占的太白加，準備下一步的作戰行動。駐印軍占領太白加、達羅一線後，已深入緬甸境內約90公裏，距利多基地達120公裏。繼續向縱深進攻，後勤補給已成為一個重要問題。2月5日，負責修建中印公路的皮克準將應召來到太白加，史迪威命令他於3天之內，在太白加修建一座可供運輸機起降的臨時機場，並在2月20日之前將中印公路從新平洋修到此地。皮克將軍是一位出色的工程專家，而且非常能幹，他果然準時完成了任務。
在整個反攻戰役過程中，盡管地形極為複雜，交通十分不便，運輸非常困難，但駐印軍的彈藥、糧襪、油料和器材等軍需物資一直比較充足，負傷官兵也都能得到及時的救治，這對取得作戰勝利發揮了重要作用。中國駐印軍在戰後的經驗總結中寫道：“我軍任至何處，彈藥不虞缺乏，即令深入敵後被敵包圍，亦可利用空軍投擲補充，亦不致發生斷絕之危險。總之，物資多，運輸便，後方之補給圓滑，前方之戰力自可發揮。此足證明補給運輸實為戰勝之最要條件。”
日軍第18師團自達羅、太白加一線撤退後，改變防禦部署，將第55、56聯隊成梯次配置，分別占領孟關和瓦魯班地區，兩地前後相距約12公裏，企圖以堅固的縱深防禦，阻止駐印軍的進攻。
2月20日前後，中國駐印軍各部隊進至孟關外圍陣地，新22師已全部投入戰鬥，美軍上校羅思韋爾·布朗率領的駐印軍坦克部隊和美軍的加拉哈德部隊也已到達前線。根據史迪威的部署，以新38師為左路，新22師為右路，擔任向孟關之敵的正麵進攻，同時兩師各抽出一部兵力攻擊孟關後側；以坦克部隊穿越叢林，切斷孟關與瓦魯班之敵的聯係；以加拉哈德部隊沿北側山地長途迂回，攻占瓦魯班，完成對日軍的包圍。
2月24日，中美聯合部隊向日軍發動全麵進攻，新22師和新38師主力迅速向孟關逼近。3月1日，美軍加拉哈德部隊在崇山密林中艱苦跋涉近百公裏，抵達瓦魯班東北地區，隨即向日軍發起攻擊，並占領其側後南北河渡口。日軍發覺其後方被截斷後，除留少數部隊在孟關正麵抵抗外，集中全力向瓦魯班發起反擊。加拉哈德部隊在已迂回至此的新38師第113團的支援下，與日軍展開激戰。3月4日，新22師攻克益關正麵陣地，繼續發展進攻，日軍已被包圍在瓦魯班周圍的狹小地段。3月9日，日軍憑借工兵部隊在叢林中臨時開辟的兩條秘密通道，僥幸逃出絕境。
孟關-瓦魯班戰鬥，殲滅日軍1500多人，給第18師團以重創，並肅清了胡康河穀之敵，為反攻緬北的勝利奠定了重要基礎。戰鬥結束的當天，新22師師長廖耀湘興高采烈地來見史迪威，他驕傲地說：“新22師在昆侖關打敗了日軍最厲害的第5師團，這回又打敗了日軍第二厲害的第18師團。”本來，史迪威對原屬於杜聿明部下的廖耀湘並無好感，在他和孫立人之間，史迪威還是更器重和欣賞孫立人。但是此時，他也為新22師表現出來的嶄新麵貌和戰鬥精神感到由衷的高興。多年以後，廖耀湘盡管對史迪威也略有微詞，但仍然滿懷深情地說：“他的確是一位真正的軍人，卓越的統帥，我非常敬佩他那剛毅勇敢的性格和注重實際、講求實效而且忘我的作風與獻身精神。他作為我的長官，永遠受到我的尊敬和仰慕。”
史迪威根據日軍已受重創，倉促布防的情況，采取了更大膽的包抄迂回戰術。他命令，以新22師擔任堅布山隘口的正麵進攻；以新38師一部向堅布山口右側後迂回，將敵前後斬斷；以加拉哈德部隊和新38師另一部，從左側向沙杜祖後方包抄，將當麵之敵包圍殲滅。