，增援台儿庄会战，负责截击由海州、鲁南调来参战的两支日本援军。1938年8月升任第十一军团军团长兼第二军军长。武汉会战后，衡阳整编，取消军团制，李仍任第二军军长。1939年初，第二军移防四川秀山。1939年9月调广西南宁，与第五军合编为第三十四集团军，徐庭瑶任总司令，李延年任副总司令兼二军军长，参加昆仑关战役。1940年初，第二军奉调第五战区，在鄂西宜昌，李兼江防副总司令，与日军展开江防守备战。1940年8月，第二军调湖北建始整补月余。1941年8月，李从第二军军长调任第一战区第三十四集团军副总司令兼陕东河