密支那的初步勝利，切斷了孟拱、加邁之敵的後勤補給線，大大鼓舞了新22師和新38師對日軍的正麵進攻。5月底，新38師將瓦蘭之敵團團包圍，主力迅速向孟拱方向急進。6月1日，新22師攻克馬蘭高地，立刻向加邁發展進攻；16日，占領加邁，殲敵大部，第18師團師團長田中新一率3000餘殘兵，在第53師團主力的接應下倉皇向南逃竄。6月25日，新38師攻克孟拱，殲敵1600餘人。
但是，奪取密支那城區的戰鬥卻進行得十分艱苦。中美聯合突擊隊占領密支那機場後，日軍急忙調派部隊向密支那增援，使該地的日軍從3000多人迅速增加到5000多人。史迪威連續向密支那空運了第14師的第41團、第42團，新30師的第89團、第90團，第50師的第149團，各部隊不斷向日軍發動猛攻。但日軍憑借堅固的工事，頑強抵抗，致使中美聯合部隊屢屢受挫。
7月以後，孟拱、加邁之敵已被殲滅，密支那成為一座孤城。但是，日軍指揮官水上源藏少將按照“死守密支那”的命令，依然負隅頑抗，作困獸之鬥。史迪威第4次飛赴密支那前線，他不得不撤換了指揮官博特納準將，“把博特納一頓臭罵，他叫喊著抗議”。一個月前，他已經撤換了愛將梅裏爾。新任指揮官是韋瑟爾斯。部隊重新進行了城市攻堅戰術訓練，並調整了部署，以第50師、新30師和加拉哈德部隊從三麵圍攻密支那。
7月13日，中美聯合部隊向密支那發起了總攻，很快肅清了外圍陣地，攻入市區，隨即開始與日軍逐個房屋、逐條街道地進行艱苦爭奪。經過20天的激戰，終於在8月3日肅清了密支那的殘敵，占領了整個市區。8月1日，日軍指揮官水上源藏少將見大勢已去，用手槍自盡。僅有少數殘敵偷渡伊洛瓦底江，向八莫逃竄。密支那戰鬥，殲滅日軍3000多人，克複了緬北的核心要地，史迪威緬北反攻的作戰目的基本達到。
通過這一階段的緬北反攻，雖然還未最後打通中印公路，但對華空運已大大改善。自5月起，阿薩姆的空運司令部已不必繞道駝峰航線，開始經緬北徑直飛往昆明，空運量明顯提高。5月份運抵昆明的援華物資達1.3萬噸，6月份提高到1.8萬噸，7月份更急速上升為2.5萬餘噸。
緬北反攻作戰，給日軍王牌第18師團等部以殲滅性打擊，消滅日軍2萬多人，一雪兩年前兵敗緬甸的恥辱。廖耀湘在勝利後，立即致電蔣介石，興奮地談到：“此次敵重武器及軍用車輛遺失之巨，人員死傷疾病轉於溝壑者之眾，狼狽潰散慘狀，有甚於兩年前國軍野人山之轉進。追昔睹今，因此痛雪前恥，官兵大奮。”
6.被召回國
5月11日，遠征軍一支先頭部隊渡過怒江，拉開了滇西反攻的序幕。第二天，遠征軍主力分兩路向龍陵和騰衝的日軍第56師團發動了全麵進攻。
史迪威雖然沒有參加遠征軍的指揮，但他為這支部隊的整訓和換裝，為推動這支部隊早日投入對日作戰，傾注了巨大的心血。當看到這支中國部隊終於以前所未有的威猛攻勢衝向日軍陣地時，他的臉上露出了滿意的微笑。
但由於長期以來，史迪威與蔣介石在諸多方麵意見不和，致使蔣多次致電美國總統羅斯福，要求召回史迪威。羅斯福為了美國在華利益，於10月5日給蔣發了回電。這封電報是他和馬歇爾互相妥協的產物，雖然在文字上采用了一些馬歇爾的強硬措詞，但在實質上表現了羅斯福對蔣介石的讓步。電報對蔣介石取消授予史迪威指揮權的協議表示“驚訝和遺憾”，非常體麵地宣布由於中國戰場形勢的嚴重惡化，美國政府不再承擔任命一名美國軍官指揮中國軍隊的責任；同時，電報同意免去史迪威中國戰區參謀長的職務和管理租借物資的責任。電報隻提出了一項要求，讓史迪威繼續指揮在雲南和緬甸的中國軍隊。
史迪威敏銳地指出：“這是個軟弱的有條件投降。”
盡管史迪威的處境已十分艱難，前景已非常迷茫，但他仍然以高昂的熱情、堅韌的精神，密切關注著抗日戰場。