Ngày 6 tháng 12 năm 1967, Đảng ủy và Bộ Tư lệnh Mặt trận Đường 9 – Khe Sanh được thành lập, Trần Chí Cường là cơ quan hậu cần. Năm 1968, ông được bổ nhiệm làm Tham mưu trưởng Bộ Tư lệnh 500, tham gia Sự kiện Tết Mậu Thân. Năm 1970, ông được bổ nhiệm làm Viện trưởng Học viện Hậu cần với quân hàm Thượng tá. Khoảng năm 1980, ông là Phó Tư lệnh kiêm Chủ nhiệm Hậu cần Quân khu 2, mang quân hàm Đại tá. Tháng 12 năm 1983, ông được bổ nhiệm làm Phó Chủ nhiệm, Tham mưu trưởng Tổng cục Hậu cần. Trong thời gian đảm nhiệm Tham mưu trưởng Tổng cục Hậu cần, ông được thăng hàm Thiếu tướng.