接替了远征军司令官一职。
日军得到这一情报后，立即将陆军大将寺内寿一委派为日军滇缅战区的总司令，来和卫立煌相匹敌。
一九四四年春，卫偕秘书长戴允荪，由成都飞重庆，面见蒋介石后，开始就任远征军司令长官之职。四月，率戴允荪、蒋炎、彭子芳、巫咏翘、梅约翰等人乘专机赴昆明，设办事处于昆明昆华中学。卫在昆明停留期间，和龙云、美军顾问团人员、十四航空队的陈纳德以及云南各界人士，举行会谈多次。然后乘车前往远征军司令长官部所在地－－楚雄。在楚雄，又召开了有副司令长官黄琪翔、参谋长萧毅肃、秘书长戴允荪、兵站总监司可庄，参谋处长季鼎生、军需处长彭子芳、高参叶粹武及集团军司令黄杰、霍揆彰等高级将领和幕僚参加的军事会议，布置渡江战役。为了便于指挥，在会上决定，将司令长官部迁至距怒江东岸仅九十余华里的保山城东郊马王屯。
一九四四年四月，卫立煌亲赴前线察看，并寻觅适当的渡江点。又多次召开将领会议，制订作战方案，正当士气旺盛，各方面布置就绪，准备渡江出击之际，突然传来令人吃惊的消息：“日军由广西渡过金城江，侵占了贵州省独山。贵阳吃紧，重庆震动；”同时又传出：“汪伪政府派出代表，潜入昆明，怂恿龙云及其部属叛国投敌。”跟着，卫立煌即接到蒋介石的加急电，命卫回师禄丰、楚雄一带，监视龙云，严防龙部异动。并抽调部队，驰援贵阳。对此.卫反复沉思，认为：当前最主要的大敌是隔江相对的日军，如果放弃江防，把大军撤到昆明附近，日军便可随时强渡怒江，摄远征军之后，昆明也就危如累卵，旦夕难保。那就恰恰中了敌人内外夹攻之计。至于龙云是否叛国，其部属有无异动，尚在两可之间，就目前局势而言，只好将“加急电”搁过一边，暂不置理了。于是卫立煌一方面抽派部队，空运贵阳增援，一方面继续为渡江战役加紧部署，按原计划进行。
一九四四年五月，渡江战役序幕揭开。卫立煌首先将号称“活动要塞”的炮兵第十团调入阵地。第十团炮兵阵地布置在日军炮兵射程之外。任务是摧毁敌方防线，掩护大军渡江。又在惠通山一带，设立前线指挥部。他亲临前线指挥五个军。怒江西岸，有日军数万之众，盘踞在崇山峻岭之中。江上原有一座通向东西两岸的重要桥梁名惠通桥。一九四二年为日军炸毁。卫深知，要打通滇缅公路，收复被日军占据的腾冲、龙陵、芒市、畹町等战备要地，首先必须渡过怒江，消灭高黎贡山区固守之敌。因此，卫经过周密的计划，于五月中旬，兵分数路，从惠通桥上游和三江口等处，在炮兵的掩护下，相继强渡怒江，获得成功。
九月间，远征军又一举攻下日军总司令部所在地腾冲。
日军另一重要据点松山，位于惠通桥西对岸。敌人用国民党滇缅路失守时，遗弃下来的钢板、圆铜、汽油筒、汽车轮胎、树干和泥土，构筑不少的要塞碉堡，工事极为坚固，易守难攻。远征军虽以大军和重型火力，围攻两个多月，伤亡较大，仍无法攻克。于是―面以工兵山炮、榴弹炮配合空军，轮番轰击；一面以工兵从惠通桥下挖坑道，掘径前进，直到敌阵地前沿，短兵相接，发挥火焰喷射器的威力，再从坑道下面用炸药炸毁敌堡，从而攻克松山。当时除在残埠内俘获敌人一些重伤员和二十四名营妓外，余敌全部被歼。
从强渡怒江到夺取松山，共歼日军达两个师团，远征军声威大振，士气更加高昂。继之，又乘胜前进，很快收复了龙陵、芒市、遮放直到畹町。一九四五年初，日军败退到缅甸境内的九谷、八莫、南坎、腊戍带，意图固守。他们仍欲利用这―地带来阻止我滇缅公路与雷多公路的连接，但是追兵如风卷残云之势随之来到，不让敌人有喘息之机。当远征军与盟军在芒市、与畹町之间会师后，在遮放地区隆重举行庆功大会。会议由卫立煌亲自主持并讲了话，参加大会有各集团军总司令，美军魏德迈和军、师长等以及部队共约十多万人。正当大会进行时，敌军突然向会场周围发射几十发炮弹。会场顿形混乱，但卫立煌非常镇静、指挥军民卧下避弹。炮击停止后，继续开会，士气分外激昂。会毕，远征军继续西进。在远征军由东向西，中美混合团由北向南的交叉夹击下，日军退守腊戍、曼德勒以南，至此。远征军完成了打通中印公路交通的使命。美援物资，得以源源流入中国。蒋介石趁机用美国的新式武器，装备了他的新军，为以后发动内战做准备。
中印公路畅通后，卫立煌回到保山马王屯
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