为了保卫缅甸，中英早在1941年初就酝酿成立军事同盟。中国积极准备并提出中国军队及早进入缅甸布防。太平洋战争爆发后，1941年12月23日，中英双方在重庆签署了《中英共同防御滇缅路协定》，中英军事同盟形成。
但是，由于英军轻视中国军队的力量，过于高估自己，又不愿外国军队深入自己的殖民地，一再拖延阻挠中国远征军入缅，预定入缅的中国远征军只好停留在中缅边境。然而，1942年1月初日本展开进攻后，英缅军一路溃败，这才急忙请中国军队入缅参战。中国成立远征军第1路司令长官部（原定第2路在越南方面，后因情况变化取消），开赴缅甸战场。但是，由于已经失去作战先机，造成缅甸保卫战的失利。这主要由于英国极端坚持先欧后亚的既定战略，战局一旦不利，便对保卫缅甸完全失去兴趣，而是一再撤退，使中国远征军保卫缅甸的作战变成了掩护英军撤退的作战。
中国远征军却仍然作出了让英美盟国盟军钦佩的战绩，并达到了一定的战略目的。从1942年3月中国远征军开始与日军作战，至8月初中英联军撤离缅甸，历时半年，转战1500余公里，浴血奋战，屡挫敌锋，使日军遭到太平洋战争以来少有的沉重打击，多次给英缅军有力的支援，取得了同古保卫战、斯瓦阻击战、仁安羌解围战、东枝收复战等胜利。
在仁安羌援英作战中，中国远征军新编第38师师长孙立人凭借一团之力与数倍于己之敌连续英勇作战，以少胜多，解救出被围困数日濒临绝境的英缅军第1师，轰动英伦三岛。其中远征军新38师113团团长刘放吾以一团兵力浴血奋战、立功异域。新编第200师师长戴安澜屡建奇功，掩护了英军的平安撤退，后在翻越野人山对敌作战中不幸受伤殉国。战役结束后，英美政府高度颂扬，授予孙立人将军、戴安澜将军（追赠）功勋章。
缅甸失守给以后作战带来极为消极的影响，使日本可以直接威胁印度，也使中国彻底失去了滇缅公路这唯一的陆上交通线，以后不得不开辟从印度飞越驼峰（在喜马拉雅山）的空中航线。但是，也有重大的战略意义，掩护英军撤退，保存了力量，以保卫印度，并消耗日军部分力量，阻滞了日军进攻中国西南大后方，从而赢得时间，配合国内部队阻敌于云南境内怒江天险以西（我军在东），最后形成长期对峙，粉碎了日军从缅北进攻中国西南大后方的企图。这次远征作战，也是中国自甲午战争以来首次出国作战，他们弘扬了中国人民的国际主义和民族牺牲精神，提高了中国的国际地位。
第一次缅战日军伤亡约45000人，英军伤亡1.3万余人，中国远征军伤亡5万余人（绝大部分在胡康河谷野人山）。
1942年后称为中国驻印军，由于古代印度从来没有和阿萨姆地区统一过，18世纪英国殖民者侵入阿萨姆地区，后来才成为英国殖民地英属印度的一部分，随英国在缅甸的军队进入阿萨姆地区后，中国远征军又被称为中国驻印度军队。缅甸作战失利后，中国远征军孙立人领导的新38师，以及后来绕道胡康河谷的新22师近三千人退入英属印度，成为中国驻印军的基本力量。在中国战区参谋长史迪威的指导下，在兰姆伽训练营受训并进行整编，并于1942年8月改编为中国驻印军，利用美援物资配备全副美式装备，战斗力大为提高。
同时，中国鉴于缅甸的重要性，积极酝酿反攻缅甸，在滇西重新组编并整训第2批远征军，于1943年2月设立中国远征军司令长官部，严阵以待，随时准备与英美军队协同反攻缅甸。
1943年10月，为配合中国战场及太平洋地区的战争形势，中国驻印军制定了一个反攻缅北的作战计划，代号为“安纳吉姆”，以保障开辟中印公路（中国昆明－印度利多）和铺设输油管。计划从印缅边境小镇利多出发，跨过印缅边境，首先占领新平洋等塔奈河以东地区，建立进攻出发阵地和后勤供应基地；而后翻越野人山，以强大的火力和包抄迂回战术，突破胡康河谷和孟拱河谷，夺占缅北要地密支那，最终连通云南境内的滇缅公路。
