同年6月の武漢会戦にも張自忠は参戦して軍功をあげ、第33集団軍総司令（3個軍統括）に昇進した。階級は陸軍上将。さらに湖北省北部や河南省南部に駐屯し、李宗仁から第5戦区右翼兵団司令に任命された。1939年（民国28年）5月と12月には、進軍してきた日本軍を撃退している。