独立第14旅升格为第114师，牟中珩任该师参谋长。同年夏，他任第679团团长。1935年（民国24年）6月，于学忠被免去河北省政府主席职务，调任甘肃省政府主席，牟也随同赴任。1935年（民国24年）8月，牟升任第114师少将师长，参与包围陕西省北部的中国工农红军。翌年12月西安事变爆发，他随张学良参与了此次事变。抗日战争爆发后，牟中珩参加了徐州会战，同日军展开激战。1938年（民国27年）7月，他升任第51军副军长（兼任第114师师长）。同年8月，他参加武汉会战。1939年（民国28年）3月，他升任第5