1941年時，他的軍銜還只是少校。但1944年，他37歲時就晉升少將，成爲美國陸軍(當時航空兵隸屬於陸軍)中最年輕的少將。是什麼使他官運亨通?是出身嗎?不是。他並不是西點軍校的畢業生，而只是一名俄亥俄州立大學的普通畢業生，後備役軍官訓練大隊學員。是超凡的個人魅力嗎?也不是。他待人冷若冰霜，難以接近。在與飛行員們一起吃飯時，向來不發一言。
李梅急速晉升的原因是：他是將作戰飛機變成殺人機器的天才。在同伴們閒聊取樂時，他的腦海裏卻在想着硝煙瀰漫的戰場，考慮着眼前的危險，分析着行動的步驟，估量着面臨的挑戰。李梅渴望戰死沙場。每次執行轟炸任務時，他都要親自帶隊。每當飛機起飛時，他的胃就會像被刀割似地痛。但他總是用牙咬着雪茄，盡力裝出生氣而不是疼痛的樣子。最後，他的上司不得不命令他停飛，因爲他對美軍而言太重要了，不值得以身涉險。李梅最害怕的不是死亡而是失敗。因此，他無情地訓練着他的飛行員們，對其飛行要求極爲嚴格。
火攻東京
1944年底，在對納粹德國進行了近20個月的轟炸後，李梅被調到太平洋戰區，指揮駐中國-緬甸-印度地區的第二十轟炸機聯隊。在這裏，他得到了一種新型轟炸機和一個新目標。這種新型轟炸機就是剛從組裝生產線上下來的遠程轟炸機B-29。而這個新目標就是日本——它最終還是難逃被盟國轟炸的厄運;轟炸機羣開始是從印度起飛對日本進行空襲，後改從西太平洋的馬里亞納羣島起飛。但很快，李梅及其飛行員們就發現其在歐洲慣用的高空晝間精確轟炸戰術不適用日本。在35000英尺的高空，風速達到200英里/時，這嚴重影響了投彈精確度。
1945年初，在空軍參謀長阿諾德將軍的敦促下，李梅終於想出了對策——用燃燒彈在夜間低空轟炸日本。他還想出了使300架B-29轟炸機的載彈量增加一倍的辦法。他命人拆卸掉機上所有機炮及其配彈，並限制油量。3月9～10日對東京進行的首次空襲中，飛行員們被告知，他們將在完全沒有武裝的情況下，在5000英尺的低空轟炸日本。聞知此言，飛行員們被嚇呆了。但李梅的估計是正確的：日本的夜間防空能力十分薄弱。
這次轟炸極具威力，飛行員們甚至能在轟炸機裏聞到人的皮肉被燒焦的味道。隨後，他被調往關島，指揮那裏的第二十一轟炸機聯隊，直至最後升任太平洋戰區戰略空軍的參謀長。
到了6月份，燃燒彈已毀掉東京56.3平方英里的土地和其它城市的大部分土地，造成近50萬日本人死亡，800萬人無家可歸。阿諾德將軍和李梅都認爲原定9月份對日本的進攻可以取消了，美國空軍將士的作戰挽救了成千上萬美國陸軍士兵的生命。爲此，李梅還特地乘坐一架B-29趕往華盛頓，向參謀長聯席會議說明燃燒彈可以迫使日本在10月以前投降。但喬治·馬歇爾將軍對此深表懷疑，他甚至在李梅的助手們擺弄圖表、陳述理由時打起了盹兒。然而，8月美國對日本投擲的核彈使這一爭論變得毫無意義。
戰後生涯
戰爭結束時，李梅親自駕駛B-29飛回美國。這次飛行的航程是從日本的北海道到伊利
諾斯州的芝加哥，途中未停留，由此創造了一個世界紀錄。
戰後，調往關島，指揮那裏的第二十一轟炸機聯隊，直至最後升任太平洋戰區戰略空軍參謀長。
1947年6月，蘇聯封鎖西柏林事件發生。李梅指揮美國空軍在歐洲的力量組織了規模浩大的柏林空運，成爲柏林空運框架的開創者。
1957年7月～1961年7月，任美國空軍副參謀長。此後任美國空軍總參謀長。
1965年，退役。
1968年美國總統大選中，任美國獨立黨副總統候選人(該黨總統候選人爲喬治·華萊士)。
作爲長期服務美國空軍的將軍，李梅在一生中獲得了別人所無法比擬的榮譽勳章及獎章，他被給予他的國家所能給予的每一個褒獎，還接受了其它許多國家的勳章。
