很快，魏德迈治下驻华美军即开始在正面战场最为危险的时刻发挥关键性作用。最为成功的例子莫过于1944年12月初，日军逼近贵州境内的独山、都匀、西南门户岌岌可危，蒋介石决定从陕西胡宗南部中抽调6万兵员，增强云南与昆明防务：“这些部队衣衫褴褛，营养不良，但这已经是重庆政府挽救战局免于最后崩溃，所能拿得出手的生力军。”魏德迈在致马歇尔的报告中如是说。
这支“衣衫褴褛，营养不良”的增援之旅，乃是刚刚整编增补过的陆军第57军，下辖第8、46、97师。1944年4月，97师师长刘安祺擢升为57军军长，当时日军已经攻陷洛阳、郑州，一路西进，57军曾于6月中旬与日军在灵宝血战，力保陕西潼关门户不失。
经中美联合参谋部决定，由于战况紧急，57军将由美国驻华空军整体运输至云南，魏德迈与空军司令周至柔详细询问宝鸡、西安等机场状况后，做出计算，遂向蒋介石保证，50个小时之内，美国飞机就能抵达陕西，在7～10天内将所有部队运至贵州前线。
刘安祺在回忆录中记述说，美国派了150多架C46、C54等型号运输机，从西安起飞，将57军将士分批输送，直达云南沾益军用机场，再步行赶赴贵州盘江八属地区驻防：“西安大雪纷飞，积雪两三尺深，温度低至零下38到40摄氏度，飞经重庆时，又觉得热得要死，抵达云南时，又觉得冷，几次三番，疲惫不堪。”当时由于事出仓促，美军飞行员对航线与目的地不熟，一些飞机误降缅甸，还有三四架失事，在西安一架不幸坠落的C46运输机上罹难的官兵中，有一名姓张的年轻上尉，刚从军校毕业，其父得知噩耗后，并未出离哀痛，只是说“做军人早晚都有这（牺牲的）一天”。中国军民抗战意志之回升，由此可见一斑。
此次大规模机动空运，在八年抗战历史上尚属首次，整个57军，“不但枪械，连大炮和部分驮送牲口都一并运输了”（刘安祺语），同时，根据魏德迈的建议，印缅战区司令索尔登亦组织大规模空运，在短短5天之内，把新六军主力14师、22师从八莫、孟拱、密支那，连同武器、轻重火炮、吉普车，都输送至昆明、沾益、宜良机场，使得日军大为惊骇。
新六军之空运，背后亦要归功于魏德迈的苦心筹划。根据魏德迈回忆录记载，军委会高级会议上，何应钦、宋子文等人都坚决要求，将驻印新一军与新六军立即调回西南，加强防务，然而东南战区司令蒙巴顿则在丘吉尔授意下坚决反对，声称：“中国人恨不得把每个英国军人腰上的手枪都拿回去。”魏德迈只得采取曲线政策，一面致电马歇尔与罗斯福总统，阐明此次空运对于中国战区危局的扭转作用，一边安抚国民政府军政大员，称新六军即可足以拱卫西南，但可以对日军放出假情报烟幕弹，称驻印军将全员回国防守，使得日军有所忌惮，不敢妄动。这一“空城计”与“苦肉计”并行策略，终于同时满足了中、美、英三方高层的需要，得以通过。
最后的胜利