在艰苦的条件下，梁光烈逐步成长为班长、排长、司令部工兵科参谋。上世纪70年代，他进入武汉军区司令部，成为作战部的一名骨干。1978年底，在筹备对越自卫反击战时，邓小平亲自点将，将武汉军区司令员杨得志调任为昆明军区司令员。当时，杨得志唯一随身带走的部下，就是武汉军区作战部副部长梁光烈。

到云南后，梁光烈深入边境了解情况。开战前制定作战计划，杨得志让大家估计完成对越反击需要多长时间，众人都认为需要较长时间，只有梁光烈说，不要两个星期解决战斗！果然，仅用了8天，解放军就打下凉山，兵临河内城下，迫使越军撤退到胡志明市。

不久，杨得志因病回京治疗，对越自卫反击战的西线指挥基本由梁光烈接替。西线部队连连取胜。战争结束后，梁光烈在军界的威望开始上升。但他依然保持了踏实、低调的做事风格，许多战绩和功劳并不为外人所知。

改革先锋

从越南战场凯旋后，梁光烈来到陆军第二十军。1979年到1985年，6年时间内，他由副师长晋升为军长。就在他出任军长之际，中国军队改革史上的一件大事发生了--1985年6月4日，中央军委主席邓小平在北京出席军委扩大会议，这位81岁的老人在会上发表讲话，他轻轻伸出一个指头，说了一句令世界震惊的话："把中国人民解放军的员额减少一百万。"

在这一背景下，梁光烈成为军队改革的重要参与者。他担任军长的第二十军，成为陆军军旅体制改革的首个试点集团军，并且从替补军练成主力军。1990年，他出任第五十四集团军军长，将其改制为超重装军，成为主力部队。