यह वो समय था जब भारत ने अपने परमाणु बम का परीक्षण किया था। सुंदरजी लंबे समय से परमाणु नीति का समर्थन कर रहे थे और अब परमाणु नीति के लिए एक मुखर सैन्य प्रवक्ता के रूप में उभरे ।

१९८४ में, उन्होंने ऑपरेशन ब्लू स्टार का नेतृत्व किया, जिसका उद्देश्य सिख चरमपंथियों को बेदखल करना था, जिन्होंने अमृतसर में स्वर्ण मंदिर पर कब्जा कर लिया था। भारतीय सेना गुरुद्वारा में अपने जूते उतार कर गई थी । बाद में उन्होंने कहा था - "हम अपने होंठों पर हमारे दिल और प्रार्थनाओं में नम्रता के साथ अंदर गए"। अपनी पत्नी के अनुसार, इस ऑपरेशन के बाद सुंदरजी एक बदले हुए व्यक्ति के रूप में उभरे। 

१९८६ में, उन्हें सेनाध्यक्ष प्रमुख नियुक्त किया गया था। सेना प्रमुख के रूप में, १९८६ में सुमनोरोंग चु में उनके संचालन, जिसे ऑपरेशन फाल्कन के नाम से जाना जाता है, उनकी व्यापक प्रशंसा की गई है। चीनी सेना ने सुदोरोंग चु पर कब्जा कर लिया था और सुंदरजी ने तवांग के उत्तर में जिमीथांग में एक ब्रिगेड भूमि बनाने के लिए वायु सेना की नई वायु-लिफ्ट क्षमता का उपयोग किया था। भारतीय सेना ने नमक चू नदी में हथुंग ला रिज पर पद संभाला, जहां १९६२ में भारत को अपमानजनक हार का सामना करना पड़ा। चीनी ने काउंटर-बिल्ड-अप के साथ जवाब दिया और एक विद्रोही स्वर अपनाया। पश्चिमी राजनयिकों ने युद्ध की भविष्यवाणी की और प्रधानमंत्री राजीव गांधी के कुछ सलाहकारों ने सुंदरजी की लापरवाही को दोषी ठहराया। लेकिन सुंदरजी अपने निर्णयों पर दृढ़ता से खड़े थे, एक बिंदु पर एक वरिष्ठ सहयोगी को बताते हुए उन्होंने कहा था , "अगर आपको लगता है कि आपको पर्याप्त पेशेवर सलाह नहीं मिल रही है तो कृपया वैकल्पिक व्यवस्था करें।" 

वह जुलाई १९८६ में पाकिस्तान सीमा के पास एक बड़े पैमाने पर मशीनीकृत तोपखाने और युद्ध गेमिंग प्रयास ऑपरेशन ब्रैसस्टैक में भी शामिल थे, जिसने इसी तरह के पाकिस्तानी बिल्डअप का नेतृत्व किया। फरवरी १९८७ में राजनयिक वार्ता के माध्यम से तनाव की स्थिति को समाप्त कर दिया गया था।

श्रीलंका में आईपीकेएफ: ऑपरेशन पवन
वरिष्ठ जनरल
एक सैनिक के रूप में जीवन
एक विचारक के रूप में सुंदरजी