937年，中国抗日战争爆发，高魁元参与淞沪会战、崑崙关战役及湘西会战。战争中，升任国民革命军第九十九师少将师长。1941年，以师长之职参加第三次长沙会战，奉命守备湘阴之新墙河、归义、营田一线。1942年3月，高魁元任国民政府军事委员会高级参谋。第二次国共内战中，再任第一一八师师长，因治军颇力偶有战绩，于当时败多胜少的国军中为少见。1949年4月，调任第十八军军长。1949年10月，高氏戍守金门，是国军于「古宁头战役」战胜关键人物。后任台北防卫区副司令、军长。1955年，任陆军总司令部政战主任兼行政院