第一次缅战史迪威并没有得到军队实际指挥权,缅甸战役失败后,率110多人徒步撤入印度。提出在印度和昆明等地重新整训和装备中国军队的XYZ计划,计划反攻缅北,打通中印公路。1943年10月,中国驻印军开始打响反攻之战,史迪威将军指挥中国驻印军开始反攻缅北胡康何谷、孟拱河谷对日军第18师团进行战斗,经过一年多整训和重新装备的中国军队如猛虎下山击溃日军一路突进。1944年8月史迪威指挥中国驻印军和美军联合部队拿下缅北重镇密支那,从此援华物资可以不再通过艰险的驼峰航线航行,而转向更为安全的路线,援华物资输送量得以大大提升,国内战场得到绵延不断的支持。
在华任职期间,史迪威充分认识到无论从政治、经济,还是军事方面来看,都很难依靠国民党去战胜日本侵略者。同时,他认为中国共产党代表中国的新兴力量,对共产党给予同情。在他的推动下,1944年7月,第一批美军观察组终于抵达延安。
由于史迪威在政治和军队指挥权方面同蒋介石以及国民政府领导层存在的巨大分歧矛盾,最终演化到不可修复的地步。1944年10月18日,史迪威将军被罗斯福总统召回美国。
大战期间,他指挥在中国、缅甸和印度境内的全部美军。1945年初连接缅甸公路(Burma Road)的盟军供应公路——莱多公路,改名为史迪威公路。
史迪威将军后被任命为太平洋战场美国第10军司令,于1945年8月在琉球群岛接受10多万日军的投降。1946年3月后,在旧金山任第6军司令。
1946年10月12日,史迪威将军因患胃癌并转移到肝部,在旧金山莱特曼陆军医院逝世,终年63岁。去世前一天,根据他的请求授予他一枚步兵战斗纪念章。这是一种极普通的奖章,但只有在第一线战斗的步兵才能获得。在史迪威将军曾经生活过的战时首都重庆,人们将他曾经居住过的旧居翻修成为史迪威将军纪念馆,以纪念这位曾经给中国带来过巨大帮助的美国军人。