1941年时，他的军衔还只是少校。但1944年，他37岁时就晋升少将，成为美国陆军（当时航空兵隶属于陆军）中最年轻的少将。是什么使他官运亨通？是出身吗？不是。他不是西点军校的毕业生，只是俄亥俄州州立大学毕业生，后备役军官训练大队学员。是超凡的个人魅力吗？也不是。他待人冷若冰霜，难以接近。在与飞行员们一起吃饭时，向来不发一言。
李梅急速晋升的原因是：他是将作战飞机变成杀人机器的天才。在同伴们闲聊取乐时，他的脑海里却在想着硝烟弥漫的战场，考虑着眼前的危险，分析着行动的步骤，估量着面临的挑战。李梅渴望战死沙场。每次执行轰炸任务时，他都要亲自带队。每当飞机起飞时，他的胃就会像被刀割似地痛。但他总是用牙唤着雪茄，尽力装出生气而不是疼痛的样子。最后，他的上司不得不命令他停飞，因为他对美军而言太重要了，不值得以身涉险。李梅最害怕的不是死亡而是失败。因此，他无情地训练着他的飞行员们，对其飞行要求极为严格。 1944年底，在对纳粹德国进行了近20个月的轰炸后，李梅被调到太平洋战区，指挥驻中国－缅甸－印度地区的第二十轰炸机联队。在这里，他得到了一种新型轰炸机和一个新目标。这种新型轰炸机就是刚从组装生产线上下来的远程轰炸机B-29。而这个新目标就是日本——它最终还是难逃被盟国轰炸的厄运；轰炸机群开始是从印度起飞对日本进行空袭，后改从西太平洋的马里亚纳群岛起飞。但很快，李梅及其飞行员们就发现其在欧洲惯用的高空昼间精确轰炸战术不适用日本。在35000英尺的高空，风速达到200英里/时，这严重影响了投弹精确度。
1945年初，在空军参谋长阿诺德将军的敦促下，李梅终于想出了对策——用燃烧弹在夜间低空轰炸日本。他还想出了使300架B-29轰炸机的载弹量增加一倍的办法。他命人拆卸掉机上所有机炮及其配弹，并限制油量。3月9～10日对东京进行的首次空袭中，飞行员们被告知，他们将在完全没有武装的情况下，在5000英尺的低空轰炸日本。闻知此言，飞行员们被吓呆了。但李梅的估计是正确的：日本的夜间防空能力十分薄弱。
这次轰炸极具威力，飞行员们甚至能在轰炸机里闻到人的皮肉被烧焦的味道。随后，他被调往关岛，指挥那里的第二十一轰炸机联队，直至最后升任太平洋战区战略空军的参谋长。
到了6月份，燃烧弹已毁掉东京56.3平方英里的土地和其它城市的大部分土地，造成近50万日本人死亡，800万人无家可归。阿诺德将军和李梅都认为原定9月份对日本的进攻可以取消了，美国空军将士的作战挽救了成千上万美国陆军士兵的生命。为此，李梅还特地乘坐一架B-29赶往华盛顿，向参谋长联席会议说明燃烧弹可以迫使日本在10月以前投降。但乔治·马歇尔将军对此深表怀疑，他甚至在李梅的助手们摆弄图表、陈述理由时打起了盹儿。然而，8月美国对日本投掷的核弹使这一争论变得毫无意义。 战争结束时，李梅亲自驾驶B-29飞回美国。这次飞行的航程是从日本的北海道到伊利诺斯州的芝加哥，途中未停留，由此创造了一个世界纪录。
战后，调往关岛，指挥那里的第二十一轰炸机联队，直至最后升任太平洋战区战略空军参谋长。
1947年6月，苏联封锁西柏林事件发生。李梅指挥美国空军在欧洲的力量组织了规模浩大的柏林空运，成为柏林空运框架的开创者。
1957年7月～1961年7月，任美国空军副参谋长。此后任美国空军总参谋长。
1965年，退役。
1968年美国总统大选中，任美国独立党副总统候选人（该党总统候选人为乔治·华莱士）。
作为长期服务美国空军的将军，李梅在一生中获得了别人所无法比拟的荣誉勋章及奖章，他被给予他的国家所能给予的每一个褒奖，还接受了其它许多国家的勋章。 李梅通过火攻战术造成了近50万日本平民死亡，800万平民流离失所，244万幢建筑物被毁，还有难以计数的人死于营养不良、肺结核以及其它由无家可归和食物不足带来的疾病，这些人并未包含于上述伤亡数字。96个日本城市遭到轰炸，其中，主要大城市的城区被烧毁面积均超过50%，东京、横滨56%，名古屋52%，大阪、神户57%；中小城市里，福井最高达96%，甲府72%，日立71%。死伤程度远超核弹。对此，李梅战后说：“杀日本人并没有使我感到不安。使我不安的是战争的结束。所以我不在乎到底有多少日本人在我们的行动中被杀。“这就是李梅，他以自己的冷漠无情而自豪。要知道连李梅将军自己也十分清楚如果战争的结果是反过来的话，日本人会怎样对待他：“如果美国输掉了战争，我充分相信我会因为战争犯罪而受到审判，只要看看日本人是怎样对待那些参加1942年杜立特空袭的身穿军服的美国飞行员就知道了”(Had the U.S. lost the war, I fully expected to be tried for war crimes, especially in view of Japanese executions of uniformed American flight crews during the 1942 Doolittle raid)。
李梅杀死了数十万日本人，但他是公认的英雄，在二战史上写下了厚重有力的一笔。连日本政客都承认这一点：1964年，在日本国会参议员、自民党国防部会长源田实提议下，李梅获颁日本最高级别的“勋一等旭日大绶章”。
