借款终获成功，陈光甫打开了第二次世界大战期间美国援华的大门。1939年2月8日，陈光甫以“世界贸易公司”董事长的身份与美国进出口银行签订了贷款协议。虽然贷款数额不大，利息也不低，但意义重大，它开美国援华之先河，并创立了以民间商业形式为掩护的援助先例。
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“桐油借款”虽然成功，但贷款额度远不及中国所需，国民政府让陈光甫继续在美洽谈贷款，指示他设法再争取一笔更大的贷款。于是，陈光甫又马不停蹄地四处奔走，游说各方，履行使命。随着美日交恶渐深，加上欧战爆发，陈光甫觉察到美国急需锡等战略物资。除了国际形势及美国国会因素的限制，争取这次借款的另一障碍是中国国内的干扰。汪精卫伪政府在日本授意下竭力破坏桐油运输线，滇越铁路也因南方失守而被迫中断，致使桐油运输更加困难。另外，中国的达官贵人、富商巨贾在美国有数亿美元的私人存款，致使许多美国人责问：“为何不动用这笔款项，竟向美国求贷？”面对种种不利因素，陈光甫与胡适一起马不停蹄地奔走在华盛顿与纽约之间，但求援努力却总不见成效。为了打破僵局，陈光甫决心孤注一掷。1939年12月6日，陈光甫再赴华盛顿拜访摩根索，他推心置腹地对老朋友说：“中国政府和人民一定宁死不降、抗战到底，时下中国已到了最需要帮助的时候。”他还深入分析了当时的形势，认为国际局势变化飞快，如果日本加紧扩大对中国的侵略，美国的处境也会更加困难。摩根索听后颇为动容，答应尽力设法帮助。随后，陈光甫告知老友：今天是自己的五十九岁生日，如能够得到财长的允诺，实在是一件最好的生日礼物。摩根索深为陈光甫的敬业精神所感动，当即亲自为他预订了回纽约的机票，让他回去过一个安稳的生日，并答应亲自处理贷款事宜。在得知陈光甫尚未与联邦贷款署琼斯商谈后，摩根索又主动表示将亲自与琼斯商谈此事。
摩根索的两项许诺起了决定性的推动作用，陈光甫趁热打铁，他建议胡适拜见美国总统罗斯福，让美国给予中国以滇锡为抵押的贷款。终于，罗斯福开了“金口”：“尽可能帮中国的忙，但须不落任何痕迹。”“滇锡贷款”谈判大门被打开了，经过多番讨价还价，中美达成两千万美元的滇锡商业贷款。
“滇锡贷款”增强了中国抗日的力量，也鼓舞了中国人民的士气，坚定了抗战到底的决心。蒋介石得到消息后特意专电赞誉：“借款成功，全国兴奋。从此，抗战精神必益坚强，民族前途实利赖之。”
国际间无慈善，弱国之使，求人借钱，陈光甫付出了人格和尊严的代价。他不无悲凉地在日记中写道：“余在此间接洽事宜，几如赌徒在赌场掷注，日日揣度对方人士之心理，无日不研究如何投其所好，不敢有所疏忽。盖自知所掷之注，与国运有关，而彼方系富家阔少，不关痛痒，帮忙与否，常随其情绪为转移也。”为纪念两人在美“忍辱负重”的求援日子，胡适特意在送给陈光甫的照片上，写下了一首有名的打油诗：“偶有几茎白发，心情微近中年。做了过河卒子，只能拼命向前。”后来，胡适还特意致电蒋介石推荐陈光甫：“弟默察光甫诸人在美所建立之采购输运机构，真能弊绝风清，得美国朝野敬从。不但在抗战期间对国家取得外人信用，亦可以为将来中美贸易树立久远基础。”
陈光甫不辱使命，谈成两笔贷款后，得知国内的桐油、锡矿的管理和运输状况改进甚少，他担心会因此影响中国的信誉，决定回国亲自管理两项贷款的善后工作。他拒绝了出任贸易部部长的肥缺，甚至不顾日机轰炸的危险，亲自前往滇缅公路考察全线的运输情形。在他的全力督办下，“桐油贷款”提前两年全部还清。为此，美国舆论认为这是“世界战时国际债史上所罕见”。因陈光甫经手的贷款都能按协议如期甚至提前归还，他在美国的声望迅速提高。此后，援华制日倾向逐步成为美国东亚政策的主流。
1941年2月，罗斯福总统的私人代表居里来到重庆，他当众批评中国政府要员的贪腐：“中国正在进行艰苦的抗战，美国援助的美金也是美国纳税人节省出来的，可是一些中国要人的子女逃避兵役，拿父辈贪污来的美金，在华盛顿过着花天酒地的生活。”可他却当着蒋介石的面夸奖陈光甫，称他为“中国优秀的金融家”。当年8月，美国、英国与中国联合成立中美英外汇平准基金会，美中一致要求陈光甫担任基金会主任委员。
太平洋战争爆发后，中国政府抓住战争初期盟军节节败退，而中国抗战一花独放的有利时机，促使美国依照中国的条件，无偿提供五亿美元的财政贷款。一下子得到五亿美元“赠款”，中国政府不仅仅得到及时的经济援助，更是一次对美外交的重大胜利。陈光甫功不可没。
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