1941年11月，宋希濂升任第十一集团军总司令兼昆明防守司令。次年月底，其所辖的中国远征军第六十六军，在缅甸被日军战败退到云南后，一些高级军官利用兵额空缺，大肆贪污。他知情后，即向军事委员会报告，经批准后，撤销了该军和所辖的新编第二十九师的番号，并将军长张轸、师长刘伯能、马维骥革职查办。该军残部五千多人，重新组编为新编第二十八师，归入第七十一军的建制。第三十六师则改为独立师，由本部直接指挥。
5月4日，宋希濂率部沿滇缅公路西进，阻击占领缅甸腊戍继续东进的日军第五十六师团。8日上午，他指挥第三十六师歼灭渡过怒江的日军四百余人。从此，双方在怒江两岸对峙，为中国远征军主力准备反攻争取了时间。

1943年4月，中国远征军开始反攻。宋希濂率领第十一集团军防守怒江东岸。他主动抽调三个加强团，渡过怒江，攻击日军。5月11日，新编第三十九师的加强团在惠通桥上游附近渡河成功，第二天攻占了红色树东北各高地。第七十六师、第八十九师的加强团，于12日分由三江口、攀枝花渡河，会攻乎戛，使日军退往芒市。这样，有力地配合了第二十集团军的反攻。
次年5月25日，宋希濂第十一集团军为左集团军，渡过怒江向龙陵、芒市攻击。他分南北两路首先进攻龙陵。以第七十一军及配属的第五军山炮营为北路，先令一个师攻击腊勐、松山吸引日军注意力。尔后，主力向龙陵攻击；以第二军（含新编三十三师、第九师一个团）为南路，令其一部固守孟定地区，佯攻滚弄；一部进攻乎戛，主力即向芒市方向进击，切断芒市、遮放日军的联系。以第六军的一部继续攻击红色树，进袭腾冲，协助第二十集团军作战；一部负责抛石渡一线的江防。6月4日，新编第二十八师进攻松山遇到守敌顽强抵抗，他即调第八军荣誉第一师增援。
6月5日至13日，北路的主力切断了龙陵芒市公路和腾冲龙陵公路，占领了龙陵外围要点。6月14日，日军从腾冲、芒市抽调三干余人，分头驰援龙陵。第七十一军的两翼即受到日军的猛烈反击，被迫退出龙陵外围据点，转移黄草坝西南地区防御，与日军激战九天，阵地犬牙交错，宋希濂又将配属的何绍周的第八军荣誉第一师投入战斗。7月13日，重新占领了龙陵外围要点。

8月14日，宋希濂指挥部队第二次围攻龙陵市，占领了近郊要点。日军又先后从遮放、芒市调集三千余人增援，双方进入相持阶段。这时，第二军夺取了平戛。9月7日，第八军又全歼松山的日军第五十六师团一二三联队。