日中戦争（抗日戦争）が勃発すると、1937年（民国26年）に商震は第1戦区第20集団軍総司令兼第32軍軍長に任ぜられ、平漢線で日本軍を迎撃したが、抗し得ずに敗退している。1938年（民国27年）、第9戦区に配属され、武漢会戦に参戦した。翌1939年（民国28年）3月、第9戦区副司令長官に昇進し、長官の薛岳を補佐して、第1次・第2次の長沙会戦を戦っている。10月、第6戦区副司令長官に転じ、翌年2月には同戦区長官に昇進して、衡陽に駐留した。