這可讓毛澤東徹底放棄了對蔣中正「相逢一笑泯恩仇」的幻想，既然中華民國能為了反共同藏獨合作，他毛澤東當然也可以為了清除「美帝走狗」出賣中國的固有疆域給緬甸。1960年《中華人民共和國和緬甸聯邦邊界條約》的簽署，以中共放棄比台灣大一倍的爭議領土給緬甸為代價，換取中國人民解放軍直接出兵進入緬甸掃蕩孤軍。
如前所述，柳元麟對蔣家父子有足夠的忠誠，但是卻缺乏實戰經驗。因此當孤軍面對中國人民解放軍六個步兵師與緬甸國防軍的雙重夾擊時，防線幾乎是一觸擊潰。外加為反共志願軍提供空投補給的中華民國空軍PB4Y運輸機遭緬甸空軍海怒火式戰鬥機擊落，使美國與中華民國還在暗中支援孤軍的事跡曝光，引爆了仰光的反美暴動。
最終美國在國際壓力下要求蔣中正將反共志願軍撤出緬甸，於是就有了將4,200名孤軍運回台灣的「國雷演習」，不過這4,200人都來自反共志願軍的第1軍、第2軍還有第4軍。李文煥的第3軍與段希文的第5軍轉移到泰北，呂仁豪率另外3,000餘人進入寮王國，輔佐右翼軍事強人諾薩萬（Phoumi Nosavan）清剿背後有中共扶持的共黨游擊隊「巴特寮」（Pathet Lao）。
根據段希文的參謀長，後來成為泰北僑領的雷雨田便認為反共志願軍之所以沒有士氣抵擋共軍與緬軍攻勢的原因，在於孤軍官兵不願意支持西藏獨立。他晚年接受大陸記者採訪提及了蔣中正命令他們支援西藏抗暴的命令，卻故意把責任都推給美方：「40多年前，美國人暗中動員我們拉隊伍去西藏支持達賴的『藏獨』，我們不幹，幹了，我們就將全部丟光。」
成為泰國雇傭兵
到了1962年，寮國的右翼軍人政權垮台，呂仁豪的部隊轉進泰北與第3軍還有第5軍會合，拉開了孤軍進駐泰國的序幕。起初泰國政府對這支外來軍隊的進駐也是如芒刺在背，但考量到中華民國是同屬自由世界的反共盟友，且二戰期間兩軍交戰的經驗也讓泰國軍隊知道與國軍硬碰硬占不到便宜，乾脆隊段希文與李文煥在金三角的行為睜一隻眼閉一隻眼。
早年曾在雲南反共抗俄大學受訓的坤沙，此刻也成為了獨霸一方的大毒梟，孤軍就靠提供部隊護送海洛因來獲取金援。經歷了多年的征戰之後，滇軍體系出身的段希文與李文煥理解到反共大陸終究是老蔣總統的一廂情願，不願意再為台灣賣命。中央情報局也曾上門招募孤軍前往胡志明小徑突擊越共，亦為段希文和李文煥所拒絕。
台灣與美國都不可信任，文革時代的大陸更是處於瘋狂狀態之中，不可能回去。擺在段希文與李文煥兩人面前唯一的選擇就是歸化泰國，效忠他們雙腳踏著的土地。1968年，泰國政府才正式收編了第5軍與第3軍，給予他們「5735部隊」的番號以協助泰軍圍剿共產黨。兩軍接著在1970年被納入泰國皇家陸軍04指揮部，改番號為泰北山區民眾自衛隊。
