百里因其学生唐生智反蒋介石被牵连下狱。1931年「九一八」事变后获释。1933年赴日考察，鑑于中日大战不可避免，拟就多种国防计划，唿吁当局备战。1935年任国民政府军事委员会高等顾问。次年春赴欧洲考察，回国后倡议发展空军，建设现代国防。并秘密游说德、意支持中国。 1936年12月西安事变时，蒋百里在西安调解张学良。抗战爆发前夕，邀请友人、着名外交家和语言学家厉麟似赴上海助其翻译德国军事着作。1937年夏，出版代表作《国防论》，认为唯有长期抗战，才能把日本拖垮。9月，以蒋介石特使身份访问意大利