4年3月5日他出任关东军参谋长，负责组建满洲国军和绥靖满州国。1936年西尾寿造出任参谋次长兼军务局代理局长。1937年他短暂的担任近卫师团长，之后被调往中国。在七七事变后西尾寿造在1937年8月26日出任第2军司令官，并参加津浦线作战，率领日军一直打到黄河。之后他指挥徐州会战，率领第2军渡过黄河，攻入山东直到1938年4月30日他的部队在台儿庄会战中被击败为止。之后他被调回日本国内，出任教育总监。1939年9月12日西尾寿造重返中国，出任第13军司令官。之后他在1939年9月22日出任第一任中国派遣军司令