为了尽快打通中、缅、印之间的地面交通运输，反攻作战已是箭在弦上，经过中、美、英三方的协商，国军的作战范围最后被局限于缅北地区。
其中中国驻印军以印度边境的雷多为前进基地，经胡康与孟拱河谷进攻密支那和八莫，等到拿下新平洋、胡康河谷、南坎、畹町等缅北的这些据点之后，再行铺设中印公路和输油管道，打通国际运输路线。中国驻印军的步骤分为三期：第一期攻击目标为孟拱、密支那一线，第二期攻击目标为八莫、南坎、腊戍一线，第三期目标为曼德勒。
史迪威最早提出了由新一军反攻缅北的计划，但遭到重庆方面的反对，重庆顾虑的是：如果新一军向缅北进攻，日军可以从缅甸中部进攻印度阿萨密省，以此切断新一军的后路。不过史迪威指出，美方已经占据了空中优势，一旦新一军在缅北的野人山中被困，那么空中补给完全可以提供其所需，而且机械化的工兵部队也可以在森林中开辟公路，交通问题也容易解决。经过重庆方面的批准和盟军方面的反复商定，陆、空联合的反攻作战于1943年雨季结束后开始。
1943年10月19日，蒋介石邀请东南亚战区统帅蒙巴顿、中国战区参谋长史迪威、美国空军补给司令索默维尔以及中方的何应钦、林蔚、商震、刘斐等，在重庆开会决定于1944年1月15日首先由雷多发起进攻，目标是推进至北纬23度一线，以确保雷多公路的安全。不过，史迪威在会后将进攻的日期提前，改为于1943年10月24日由雷多东进，一面攻击前进，一面掩护修筑一条由印度雷多穿越缅北的高山峡谷、原始森林和纵横交错的河流，通过密支那、八莫直达云南昆明的公路。在筑路的同时，沿途同时铺设一条输油管和电线，一方面支持中国驻印军的后勤补给，一面满足中国国内的抗战需要。
从1943年元月起，中印公路就开始动工，3月间美国派工程专家率领美军工兵第45团、第330团及823、849两个航空工程营，开始积极修筑这条艰险的道路。最初雨季尚未来临，工程进度还算顺利，待5月时雨季来临，由于工程已接近野人山区，在终日的阴雨泥泞中筑路进度也大受影响。7月中旬，中国工兵第12团调来参加筑路，8月雨季将要过去，驻印军总指挥部增调了美军第209、1883、1905等三个战斗工兵营，另有英国人雇佣的七千余印度、西藏、尼泊尔劳工，在美军供应司令惠勒少将的指挥下，不顾毒蛇猛兽、蚂蝗蚊蚋的滋扰，砍伐森林、凿开峻岭，昼夜施工，分班轮换，每日进度可达两公里。
此时，孙立人将军担负起了前敌司令官的任务，统率新38师作为反攻先锋。新38师114团作为先遣支队于1943年1月27日由蓝姆迦乘车出发，其余部队按照112团、师直属部队、113团的序列，陆续向雷多出发，经过一个多月的车船运输，才全员开到了位于阿萨密省的雷多，孙将军奉命担任雷多军区司令。新38师司令部设于卡图，在一处宽阔平坦的阅兵场东侧有一片乔木森林，其中隐约可见一约有二百平米的高拱木质建筑物，这就是孙将军发号施令的地方；他特意将这一前进指挥所命名为“燕南营”，以纪念仁安羌战役（仁安羌又译为“燕南扬”），而且也同西汉名将周亚夫的“细柳营”具有同样的诗意和历史意义。
孙将军的幕僚处室和直属部队如众星拱月，围绕这座建筑呈扇形展开，清一色是英制高拱脚黄色帐篷，“夕阳西下，帐篷在林间若隐若现，入夜灯光星星点点，宛如天上银河”。在木质建筑物东侧有一条大河，河对岸是一望无际的原始森林，孙将军选中这样一块地方建立司令部，其实正是为了便于他亲自督导部队从事武装泅渡的训练。
雷多军区与缅北野人山接壤，该地山高谷深，覆盖有茂密的原始森林，瘴疠盛行，罕有人迹，一向被英国人视为人类禁区。雷多的自然条件与野人山近似，所以它也是训练热带山林战的最理想的场所。针对缅北的特殊地理情况，孙立人制定出了一整套山林战的训练计划，比如山林战的要求之一就是爬树：树上可以设置岗哨，隐蔽狙击手和炮兵观测站。山既是官兵们征服的对象，也是未来大家长期的生活环境，所以每个人要学会攀山，借以培训战胜困难的毅力，锻炼体能；森林间异常昏暗，白天视区有时仅有几米，到处都是射击死角，不适于重武器的发挥，宜于短兵相接，晚上更是异常黑暗，连夜间运输都非常困难，所以必须强化夜战、劈刺和格斗战的训练。缅北多雨，所以也需要习惯于雨中行军，泥泞沼泽中行军；缅北多大河湍流，所以又需要训练官兵熟谙操舟、游泳和武装泅渡……缅北“气象变幻莫测，不仅早晚不同，且随山势的高低，季节的变化，温差太大，且有蚂蝗肆虐，所以需要官兵不仅在战斗艺术上要作多面手，还必须学会适应自然条件并与之作斗争的本领。”【薛庆煜《孙立人将军传》，第98页】
就这样，孙立人将军逐渐完成了收复缅北的基本训练，新38师成为一支枕戈待旦的雄师。
缅北气象分为晴、雨两季，自5月下旬起，至10月底止为雨季。雨季时天气较凉，淫雨连绵，山洪爆发以至平地泛滥，行军作战都会感到很大的困难。
11月以后即为旱季，天气晴和，绝少降雨，惟早晚浓雾，早雾每到上午9点才散，对于空军的影响很大。入夜后天气很凉，没有几床军毯就很难御寒，所以士兵们容易染病。3月以后，天气逐渐热了起来，5月中旬是旱季的末尾，“天气酷热，平均在华氏120度（摄氏48.9度）左右，极易中暑，且草木枯槁，遍地黄沙，河流干涸，水源罄尽，行军作战，饮水困难”【《中日再战缅甸实录》，第589页】。
1943年3月9日，孙立人派出114团开始进入野人山区，接替英军防务，担任消灭在野人山胡康河谷的日军，以掩护修筑中印公路的重要任务。
中国驻印军的当面之敌是作为日军王牌部队的第18师团，因编成地和补给军区位于日本九州岛北部的久留米市，所以又被称为“久留米师团”。18师团是日俄战争后的1907年11月组建成立的，在1925年的裁军中曾遭到撤销，在中日全面战争爆发后的1937年9月，因对华作战的需要，该师团被重建，下辖第23、35两个旅团，其中包括了第55、56、114、124四个步兵联队及山炮第18联队，属于一支甲种师团。不过124联队于1942年11月参加了瓜岛战役，结果几近被美军全歼，后该联队被编入了第31军，参加了缅甸方面的作战。
第18师团自参战以后，一路所向披靡，攻南京、占杭州、取广州，皆有优异表现，于1941年11月被编入第25军序列参加了接下来的东南亚作战（1941年夏，日军首批改建四个师团为摩托化师团，其中就包括了第18师团，另外三个为近卫第1师团、第5师团和第48师团）。也就是在这时，18师团的代号被通称为“菊”，所以18师团又被成为“菊兵团”，菊是日本皇室的标志，以此称呼18师团显见日本上下对它的褒奖和器重。在占领新加坡后，18师团被编入第15军，于1942年4月初在仰光登陆，参加了第一次缅战。该部在第一次缅战之后即开始积极在野人山上构筑防御工事，他们利用地形造成天堑，以致无人可以飞渡；第18师团官兵又多系日本九州矿工出身，素来善于挖掘坑道工事，经过两年左右的时间，他们也在密支那等地积极经营，其防御设备不但坚固隐蔽，地下坑道相连、交通壕纵横互通，而且火网编成严密，隐秘的侧防火力急袭点遍布各处。虽然中国驻印军已经占据了兵力、火力的优势，但面对这种坚固设防的据点，如果不能进行巧妙的指挥和部署，一味强攻必然是要付出巨大代价的，甚至于劳而无功。
1943年3月，原18师团长牟田口廉也升任第15军司令官，统辖驻缅北日军第18师团、第2师团（原是日军主力师团之一，但此时已经是一支被不断抽调和被美军歼灭后重建的二流部队）、第53师团、第56师团和第34独立旅团，总兵力约12万人（18师团约2万人）。日军方面调大本营作战部长、对华对美作战的强硬派田中新一接任18师团师团长，为了配合对印度的攻势，就需要在缅北取守势，所以田中选择印缅边境重要山口、河谷、隘路，加强工事构筑，并布下重兵；他还把攻防作战的前沿阵地推进到胡康河谷新平洋附近的险峻山口，囤积粮弹，试图以逸待劳挫败盟军的攻势。
在战术上，日军的优点大致有以下几个方面：一是独立作战的精神甚佳，一兵一卒都能够顽抗死守其阵地；二是精神教育（洗脑灌输）彻底，投降者极少；三是擅长白刃战及小组袭击等战法，突袭小组一般都是二三十人；四是搜索及谍报，军士或伍长能力极强；五是善于狡诈及欺骗；六是下级干部对上级命令及战斗指导能彻底执行；七是阵地编成周密，各地区的配备，均有独立性，并能以火力互相支援；八是敌军的佐属及勤务部队、卫生人员等，也都有战斗能力，能适时适切加入战斗。
不过在开战初期，日军有个致命的弱点，这便是轻敌，东条英机在缅甸的演说已经是1944年的事情，那时第18师团已经受到了重击，但日本皇军的傲气不可能轻易间丢掉。另外，面对如此不利的地理环境和日军的顽固防守，孙立人将军却指出：“正是北缅这种利守不利攻的地理环境，使得日军从一开始就失去了主动，把自己置于被动挨打的地位；敌人的据险扼守，层层设防，看起来十分吓人，但实际上分散了兵力，给我军提供了各个击破的机会，使敌人总的优势，变成了局部的劣势，随着敌人一股股的被我歼灭，最后总体上也就失去了优势。”【中国时报版《孙立人回忆录》】当然孙将军说的不独是18师团的问题，也包括了整个日军第15军的问题。
另外日军还有一些战术上的缺点，如：过于计较小据点的争夺，常常忽略整个战局，所以对侧翼和后方的警戒有所疏忽，给驻印军以可乘之机；后方感觉性过于灵敏，每遇到驻印军深入其后，就会穷于应付，遂开战败之端绪；命令下达不考量敌我的实力，而一味下达什么“击灭”、“击溃”的命令，一旦无力达成，指挥官的威信就会大受影响；突击与冲锋时队形密集，常被我军的猛烈炮火所消灭；后方联络线极长，补给不圆滑，所以前线作战部队常有补给跟不上的情况；空军处于劣势，对我方空军在精神上感受到的震慑特大；到了战局垂危的作战末期，日军主力被歼灭，联队长以上指挥官只图个人安全，而牺牲部队掩护他们个人之退走，由此大失军心，造成部队自行溃散。
此时新38师的大致阵容为三个战斗团，三个炮兵营（比新22师多一个）、一个辎重营、一个工兵营、一个通讯营，另外还有政治部、军需处、参谋处、军医处、副官处、军械处、军法处、翻译室等，其中参谋处下设一个谍报队，政治部下设一个鹰扬剧团。此外还有特务连、军邮局、骡马队、汽车队、炊事班、师卫生队、师野战医院、兽医所等单位，陈鸣人112团三个营长分别为李克己、书剑、陈耐寒，赵狄113团三个营长分别为杨振汉、鲁廷甲、胡道生，李鸿114团三个营长分别为彭克立、李克郁、姚凤祥。
从雷多到胡康河谷，中间横亘着一座纵深四百多里的那加山，高度平均在海拔八千尺（约2600米）以上。由雷多南行五十里，便到了历史上有名的“鬼门关”，人们只能从山脚下仰首翘望山岭上那片阴森森黑压压的密叶丛林，没有人敢大胆地越过鬼门关，爬到对面的山头上去看看。
盘踞在胡康河谷的日军18师团，在中国驻印军反攻之前就经常派出部队，出击防守印缅边境一带的英军。当114团来到雷多的时候，恰逢英军一个营约一千余人被日军击败而后退，驻印军总指挥部参谋长柏特纳下令李鸿率团前往救援这股英军。李鸿派出了一个连的人马前往执行救援任务，对方看到国军只来了一个连（一百多人）就大皱眉头，结果不听劝阻继续后撤；该连只好独自迎击日军，一连夺回了几个山头，日军碰到了硬茬后赶紧增兵，但还是屡被击退。
随后，114团陆续进占各要地而固守之，3月31日，约千余日军仍企图执行破坏筑路的计划，分为两股同时向我卡拉卡、唐卡家各阵地猛攻，经过半个月的战斗，敌人在付出了二百多人的伤亡后被击退。尔后虽然仍时有扰乱，但毫无进展，“惟山高路险，联络卫生，特感不易，补给虽由空投，然森林多雾，易受天时限制，接济时虞不足，旋雨季渐进，疟疾流行，病者颇多”【《中日再战缅甸实录》，第6页】。
114团官兵在这种极端恶劣的环境中英勇奋斗、排除万难，到了5月22日，孙师长认为114团在野人山作战已经疲劳，于是调来112团接替。不过接下来就是雨季了，到处洪水泛滥，日军的补给也被断绝，所以他们不得不撤退了主力，只留下少数斥候继续活动，彼此接触很少。10月上旬，雨季将要过去，112团官兵展开了为期两个多月的警戒作战。
他们当面的敌人是日军第18师团第55、56两个联队，并配属有其他特种部队，兵力约1万人。国军深入的兵力只有一个步兵团，占领80公里宽的正面，四周都是敌人，兵力过于分散，且后方交通不便，处处陷于孤立；在这种众寡悬殊的情势下，敌人随时出击，国军就得处处防范。加以地形地物的限制，山路崎岖曲折，搜索困难，前进很吃力，因此军队行动也受到很大限制。
临滨位于大龙河上游，距离于邦约20公里，10月29日112团第一营刘益新连占领了临滨。11月10日，刘连一个排在森林的搜索前进中与日军遭遇，由于众寡悬殊，这个排只好撤回原阵地固守。26日，日军第56联队第2大队为策应于邦地区的作战，开始对临滨展开围攻；面对数倍于己的日军，刘连血战七个昼夜，终于将这股日军击退。在12月1日的最后一战中，仅副排长封义祥就连投出40枚手榴弹，当场炸死几十名日军；机枪手莫先贤、余元亨利用大树上构筑的轻机枪工事大量杀伤蜂拥而上的日军。此战共击毙了第2大队大队长田中胜、中队长原良和吉五以下400余人。在清扫战场时，居然发现了战壕里日军遗留下的求饶传单，可见这一仗确实把日军打怕了。
从3月到10月，新38师的健儿们在极端恶劣的环境中坚持了八个月，一面和大自然搏斗，一面和顽强的敌人拼命，“步兵在前面打仗，工兵紧跟在后面开路，隆隆炮声和沉重的开山机声交织在一起，一块土地一滴血，一寸公路一滴汗，在中美健儿血汗交流中，这条富有历史意义的国际交通线，一寸，一尺，一里，由印度雷多向缅甸新平洋伸展”。
10月29日，112团攻克了印缅交通枢纽的新平洋，打开了胡康河谷的北面大门，也证实了中国军队有了良好的装备和训练后就可以打败日军，而日军也渐渐感到中国驻印军是一支不可轻视的劲旅。到了12月17日，这条由雷多到新平洋的长达180公里的公路路基已经随之修通，可以输送作战物资以支援前线官兵的进攻，为后来取得整个战役的胜利奠定了基础。