，暂21师参谋长。杨虎城投蒋介石后，部队扩编，孙蔚如升任第7军第17师师长。雷马事变爆发，杨虎城派孙蔚如进甘肃救援，赶走了吴佩孚、雷中田。1932年，他任甘肃宣慰使。1932年，第17师扩编为第38军，他任军长。1936年，他获授陆军中将，被视为当时“西北军中仅次于杨虎城的有号召力的二号人物”。西安事变中，他任西安戒严司令，抗日联军临时西北军事委员会副主任委员，抗日援绥军第一军团军团长。他积极促成西安事变的和平解决。1937年1月8日，行政院电令孙蔚如迅就陕西省政府主席职。2月26日，行政院议决改组