先后担任红三十军军长、红二十八军军长。
抗日战争时期.抗战初期任八路军120师358旅716团团长，率部进军雁门关以北地区开辟抗日根据地，任雁北支队支队长兼政治委员。在不到一个月的时间里，他率部连续收复数座城镇，直逼山西北部重镇大同，直接威胁了大同日军及同蒲铁路北段的日军交通，打开了雁北地区的抗日局而，使之成为华北抗战的战略支点之一，受到八路军总部的高度赞扬。1938年5月，雁北支队与邓华支队合井组建八路军第4纵队，宋时轮任司令员，共五千三百兵力，挺进冀东，史称“冀东挺进军”。