1933年晋升陆军少将，就任参谋本部第2部长，1935年在日本驻中国使馆任武官，是日军中的「支那通」。二二六事件后于1936年3月23日任日本陆军省军务局长，同年晋升陆军中将。
投入侵华战争.1937年被任命为第10师团长，在七七事变后，矶谷廉介指挥第10师团入侵华北地区作战，1938年3月，10师团之第33旅团沿津浦铁路线向徐州方向进攻，日军第33旅团（也称濑谷支队）孤军深入山东省南部的大运河韩庄～台儿庄一线，与李宗仁指挥第五战区的国民革命军交战，在台儿庄战役，一度受挫退却。国军