回到甘肃，任西安绥靖公署驻甘行署主任，一度暂代省政府主席职务，被蒋介石改任为新编第一军军长。邢肇棠以为邓宝珊已经投蒋，谢职到西安杨虎城处。杨虎城推荐他去察哈尔省孙殿英部。西安事变发生后，杨虎城电约到西安时，蒋介石已被释放，又回到北平。芦沟桥事变，随孙殿英在房山县组建冀北民军，后改称冀察游击军，任冀察游击司令部副司令。1939年4月，冀察游击军在河南省林县改编为国民革命军新编第五军，任副军长。长期同中国共产党保持联系。为解决编制、装备及其军饷的不足到重庆向何应钦、蒋介石请示汇报，何应钦一见面就称他为北伐时