上栋作为国民政府军事委员会军风纪第一巡察团委员，在江西南昌抗日前线召集军事将领会议，遭到日军飞机轰炸受伤，其右臂被割去。后来他继续到浙江、江西前线巡察，获授陆军上将军衔，人称“独臂将军”，回到重庆时受到蒋介石、宋美龄夫妇设宴招待。1941年，他兼任国防最高委员会宪政实施促进委员会委员。他和中统方面不和，曾斥责姚大海等人迫害周北峰等人。
抗日战争后.抗日战争胜利后，梁上栋出任华北军事慰劳团副团长，后来他担任监察院监察委员、经济资源农村水利委员等职务。1949年第二次国共内战末期，