请缨，愿率所部出川，参加抗战。孙震与四川省主席刘湘一起出川，担任第二十二集团军副司令，在太原会战后，1938年升任为第二十二集团军总司令，后来奉令转饬第四十一军守卫滕县，造就滕县战斗的胜利，也使得之后的台儿庄会战与徐州会战获得胜利。1939年5月，被授予陆军上将军衔。之后亦参与了随枣会战、枣宜会战、豫西鄂北会战等等战役。
第二次国共内战.1945年底，在平汉铁路南段受降的孙震的川军第22集团军改为第五绥靖区，司令官孙震，副司令董宋珩（保定二期的同学）、陈鼎勋、李宗昉，参谋长胡临聪