十九军撤下阵地；张自忠向徐祖诒请求再坚持24小时，徐祖诒请示五战区同意。3月18日临沂保卫战血战五昼夜重创日军，李宗仁通电全国告捷，蒋介石和李宗仁传令嘉奖，张、庞各记大功一次外，张自忠被提升为第二十七军团军团长(仍兼五十九军军长)。旋即协助李宗仁指挥台儿庄战役。1939年秋兼任中央陆军军官学校驻均县第八分校主任。1943年2月任陆军大学兵学研究院主任。抗战胜利后，任第三方面军（司令官汤恩伯，副司令官霍揆彰和张雪中，负责桂柳反攻作战）总参议。1947年11月任国民政府参军处参军。1947年12月追随白崇禧