砲兵营营长及中校参谋。后加入北伐，任新编第15师参谋长，第31师副师长。1928年北伐完成后，任中央陆军军官学校教官及战史编纂委员会委员。1932年，任陆军第18军参议，后任陆军第59师参谋长，并以此职位参加江西剿共之役。但该师为共军围歼，施北衡与师长陈时骥都被俘。可能是化装冒充士兵，未暴露身份，不久被共军释放 。1934年，任陆军第18军参谋长。1936年1月，施北衡晋升少将。抗战爆发之后，曾参加淞沪之役，升任第十九集团军总司令部参谋长。1938年，任武汉卫戍总司令部参谋长，旋改任第九战区长官部参谋长