查各地国防工事。4月2日，阎钖山在太原绥靖公署召开省防会议，讨论防务、训练等问题，徐永昌、傅作义及在绥远各将领出席会议。7月7日，芦沟桥事变发生，任军事委员会委员长保定行营主任，指挥第一战区抗日军事。1938年1月，军事委员会改组，奉命出任国民政府军令部部长，期间运筹为幄，献替良多，于1943年10月获颁青天白日勋章。1945年8月，日本无条件投降，国民政府特派徐永昌代表中华民国参与9月在日本东京湾美舰密苏里号之受降典礼并签署降伏文书（同行人员尚有杨宣诚中将、朱世明少将、王之少将、李树正少将、王丕承少将）