1943 年正式开始的中美特种技术合作业务，无疑使军统的特工活动进入了一个新阶段，也把戴笠的权力和地位推向顶峰。
中美所的成立，首先得力于梅乐斯的两次访华中对军统的新认识。梅乐斯1942 年两次来华，不但与军统进行了密切的接触与深入的洽谈，而且亲赴东南沿海进行了实地考察。除此之外，梅还跳出军统，与军事、行政、外交等有关部门进行了广泛接触，从立体的角度对军统进行全面认识，掌握大量的材料和数据。梅乐斯得出这样几个印象：
一、军统无线电设备虽然受条件限制，够不上一流的先进水平。但制度管理好，敏感效率高。尤其是军统破译技术确有先进之处，在有些方面比美军的经验还要丰富，值得美军学习借鉴。二、军统在沦陷区和东南沿海地区布置有强大的力量，对日军的情报工作做得很好，特别是东南沿海地区对美国海军来说，具有重要的战略价值。三、军统是世界最庞大的特务组织之一，几乎掌握控制了国民党政府的所有重要部门。通过军统组织，就可以窥视到蒋介石独裁专制统治铁幕后的所有秘密。
梅乐斯的报告使美国海军部情报署很快改变了对军统的轻视态度，并报告美国总统罗斯福批准，决定与军统进行实质性的合作。
影响美国海军方面加快与军统合作的另一个原因是他们急于要得到中国东南沿海地区军事、地质和气象等资料。1942 年4 月18 日，美国16 架B —25 轰炸机从距日本本土650 海里的航空母舰“大黄蜂”号上起飞，首次对日本本上东京等地进行轰炸。完成任务后，预定至中国浙江衢州机场降落，但由于对中国东南沿海一带的气象地形等资料不熟悉。轰炸机飞达浙江上空时正遇风雨交加的天气，75 名机上人员与地面失去联系，在飞机耗尽油料的情况下，只得弃机跳伞。结果67 名空中袭击队员被中方救起，另有8 名落入日军手中。这次行动使美国海军认定必须通过与军统合作，尽快掌握东南沿海地区的水文、地质、地形、气象及日军情况，以利于美海、空军对日作战。
1942 年冬开办的气象工作人员训练班，是中美共同举办的第一个特工班，学生毕业后分派到各地，特别是到东南沿海一带做气象测量工作，为美军提供中国大陆和海区的气象资料。
就戴笠来说，急于加强与美方合作的步伐和质量，目的不外乎通过打“美国牌”以自重，一方面依靠美方的援助，提高军统的特工技术和力量，一方面通过美国军方的支持，谋取海军总司令之职。出于这一原因，戴笠从一开始就把与美方的接触和洽谈掌握在自己手中，不让军统的任何人插手。在这之前，军统分别与苏联、英国成立了合作所，但戴笠分别交给周伟龙、郑介民负责，他基本上是放手不管的。比较起来，戴笠对中美与中英、中苏合作的态度截然不同。
中美实质性的情报合作始于1942 年冬。在杨家山戴公馆的一次谈话中，戴笠和梅乐斯都对半年多来的洽谈和初步合作感到满意，并出于美军在中途岛之役后转入进攻阶段的形势需要，决定扩大合作范围。主要内容是由中美双方共同成立一个情报机构“中美特种技术合作所”，主持中美情报合作业务，中方由军统局代表，美方由海军部情报署代表；军统局尽可能提供给美方有关日本陆海空军在中国沿海及大陆活动的一切情报；协助美方在中国沿海及内地指定地区建立气象和水文研究机构及无线电台；美方人员在华如有失踪及伤亡等意外事件发生时，军统局应协助设法寻找和救护，并保护美方人员在华的安全等等。美方愿意无偿供给军统必要的武器、无线电器材、气象器材和交通、医药器材等。新的合作计划和内容很快得到中美双方元首的批准。国民政府并于1943 年1 月正式行文批准成立“中美特种技术合作所”。
蒋介石对成立中美所，大规模开展中美情报合作活动是支持的，他也希望这种合作能不断扩大和加强。但是，蒋介石对戴笠与美国特工的合作活动又带有一种警惕心理。蒋一向对一部分美国人企图直接控制国民党军队及政府重要机构的行为给予高度警惕，现在美国特工人员找上门要与戴笠的军统特务合作，他们会不会别有所图？蒋介石的疑忌使他始终对中美情报合作采取一种谨慎的支持态度。1943 年夏间，中美特种技术合作合同的签字仪式在重庆磁器口缫丝厂杨家山军统乡下办事处的大礼堂举行。罗斯福总统派美国生活杂志老板鲁斯作为自己的私人代表，与美国海军部长诺克斯一起专程从美国赶来参加。蒋介石指派外交部副部长胡世泽参加。中美两国参加人员规格的悬殊，体现了蒋介石对中美所的一种微妙态度。
中美所所长由戴笠自兼，副所长由梅乐斯担任。并由中美双方各设参谋长和主任秘书一人，内勤所设备组，则分别由中方任组长，美方任副组长。
中美所成立后，戴笠下令在磁器口钟家山一带纵横20 多华里的范围内不断圈地划禁区，包括渣滓洞、白公馆、梅园、松林坡、五灵观等地均列为特区，大兴土木，先后建有能住1000 余名美军特务的别墅宿舍、办公室、餐厅、跳舞厅、大礼堂以及军火库、仓库、监狱等，全所内外勤共达6359 人。美方按照戴笠开列的账单和要求，很快源源不断地运来大批武器、弹药、器材、气象测量设施、医药设备和交通车辆。其中仅中小吉普车就达200 辆、10 轮大卡车达2000 辆，先后供给军统建立了156 座气象台的器材设施，并有可供1000 张病床使用的全套设备和医药，调拨了9000 余吨特工器材和武器，这些均不计价地赠与军统。戴笠看到美国人这么大方，十分高兴，认为确是与英国人、苏联人的吝啬不可比拟的。不久，中苏、中英情报合作所相继中止。
戴笠与美国人进行合作的一个重要目标，就是企图由美方帮助他训练忠救军并配发美式武器装备，以增强特务武装的实力，仅在第一次合同中规定训练和装备的特务武装就达5 万人。并规定凡经中美所训练和装备的特务部队，必须接受中美所的指挥。
本来美国军方是看不起军统组织的，但是自从海军方面捷足先登，与军统进行情报合作，组织中美所以后，海军方面便得到许多中国战区的第一手情报资料，对中国战区及远东局势的分析和判断当然海军有了更多的发言权。陆军方面很快发现海军是占了中美所的便宜，并认为由海军独享中美所的情报合作成果是不公道的。一时间，戴笠仿佛成了一只被美军各派争夺的稀有动物，身价奇贵。
戴笠在这场美国陆、海军竞相争夺军统的角逐中本可保持沉默，以便待价而沽，但是由于他与梅乐斯的私交很好，并有通过海军支持他出任中国海军总司令的默契，于是便公开站在美国海军一边，拒绝战略情报局推荐柯林上校为中美所第二副主任及派教官来华、在中国西北另行建立据点等计划和要求。官司打到华盛顿，美军联合参谋本部强行发布命令，规定中美所的美军人员，自梅乐斯以下，必须直接接受中印缅战区美军司令魏德迈的指挥。
梅乐斯和戴笠对此采取“软顶抗”的办法，表面上接受魏德迈的指挥，但陆军的一切政令在中美所形同废纸，完全不起作用。中美所的一切行动，只对美国海军负责。魏德迈对此毫不犹豫地用釜底抽薪的办法对中美所进行打击。即严密控制空中航线，断绝或减少美海军对中美所的军事援助。海军准备自备飞机、车辆为中美所运输，魏德迈坚决予以制止。梅乐斯虽气得发抖，但也无可奈何。
为此事，美国战略情报局局长杜诺迈亲自来华找戴笠。在酒会上，杜诺迈离座举杯，与戴笠走到一边交起锋来。杜诺迈告诉戴，如果中美所阻碍战略情报局特工人员在中国收集情报，战略情报局将单独行动。戴笠微微一笑说，倘若战略情报局试图在中美所控制以外进行工作，我会杀死你们的人。
杜诺迈也笑着回敬说，你若杀死我手下1 个人，我就杀掉你的1 个将军来抵偿。戴笠脸色冷峭，声音很重地说：你不能这样对我说话。硬脾气的杜诺迈毫不示弱地回敬一句：我就是这样对你说话。
在这场争斗中，直到戴笠和梅乐斯同意美军战略情报局的特务参加中美所情报组的工作，魏德迈、杜诺迈才罢休。