1937年，抗战全面爆发，日军与国军在上海一带激战三个月，双方共投入了100万兵力，史称淞沪会战。在这次会战中，孙立人率税警总团第四团与日军血战两周，7次击退了强渡苏州河的日军，使该地成为淞沪会战中日军伤亡最重之处。

　　在作战中，孙立人奋勇当先，不幸被日军迫击炮弹击中重伤，全身中弹片13处，头部腹部均受伤，肺部被打穿，昏迷3天不醒。宋子文得讯后，立即派弟弟宋子安亲自护送他急送香港接受治疗，始得痊愈。

　　伤愈归队后，孙立人所属的部队多次重组，他也积功升迁。1941年，他晋升为新编第38师少将师长，隶属于第66军，成为国军主力部队之一。

三、扬威异域，中美英三国授勋，日军尊为“中国军神”

　　1942年，日军进攻缅甸，妄图截断中国唯一对外交通线——滇缅公路。中国决定组成远征军，入缅协助盟军作战。国民党大佬何应钦找到孙立人，询问他是否愿意率队远征，他当即同意。

　　当时，在缅甸仁安羌一带，日军第3师团围困了英军两天两夜，英军弹尽粮绝。孙立人接到英军求救后，率一个团800多人连夜奔驰，迂回包抄，与日军激战一昼夜之后，最终击败了7倍于己的日军，救出英军7000余人，被俘传教士、记者约500人。死里逃生的英军见到孙立人的部队，激动地高呼：“中国万岁!”