1937年2月26日，國民政府特派陸軍一級上將李宗仁、二級上將白崇禧兼第五路總、副總指揮，陸軍中將李品仙兼第五路軍總指揮部參謀長，陸軍中將張任民為廣西綏靖公署主任參謀長。7月，中國抗日戰爭爆發。抗戰軍興，南京中央統帥部發表李宗仁擔任第五戰區司令長官，駐節徐州，職務是指揮保衛津浦鐵路之防衛戰。1938年1月至6月，李指揮國軍抗擊日軍。在台兒莊会战中，李亲临前线督战指挥，獲得國民革命軍抗戰中首次大勝；李成功化解张自忠与庞炳勋之间宿怨。同年，李先后指揮徐州会战、武漢會戰。徐州大突围中，李指揮60万大军突围，国军未出现淞沪会战、南京保卫战撤退时之混乱。1939年后，指挥随枣会战、枣宜会战、豫南会战，抗擊日軍。