1926年3月两广统一,桂军改编为国民革命军第7军,任参谋长。北伐战争开始后,任国民革命军总司令部参谋次长代理参谋长。在攻取南昌之际,奉命指挥2个师、1个旅,于滁槎附近追歼孙传芳3个军1.5万余人。
1927年1月任东路军前敌总指挥,率部以佯动手段占领杭州。3月兼任上海警备司令,积极参与策划和发动“四一二”反革命政变。8月,果断参与指挥,击败占领南京城郊龙潭车站的孙传芳军。10月任西征军第3路前敌总指挥,于1928年初击败由湖北退集湖南的唐生智部,将其收编为4个军。
5月任第四集团军前敌总指挥,率部参加第二期北伐,扩张了桂系势力。
蒋桂战争中失败后逃往越南。1930年在蒋冯阎战争中参加反蒋军第1方面军,出兵湖南被击败。1932年4月任广西绥靖公署副主任兼民团司令,提出并实行寓兵于团、寓将于学、寓征于募的“三寓”政策,得李宗仁支持,巩固了广西势力地盘。1937年“七七”卢沟桥抗战爆发后,任军事委员会副总参谋长,参与制定对日作战计划。太原失守后,鉴于武器装备敌强我弱,以正规战与敌硬拼难以持久,提出以游击战配合正规战,积小胜为大胜,以空间换时间的作战指导思想,为蒋介石所采纳,故在国民党军队中素有“小诸葛”之称。1938年7月代理第五战区司令长官,参与指挥武汉保卫战。12月任桂林行营主任,负责指挥第三、第四、第九战区对日军作战。1939年底至翌年初指挥桂南会战,在昆仑关战役中,取得了抗战以来首次攻坚战的胜利。此后主持编写《游击战纲要》一书,认为游击战是长期抗战,消耗敌人,争取主动地位之战法。1945年10月晋陆军一级上将。抗日战争胜利后,编著了《现代陆军军事教育之趋势》,认为科技日新,战术日异,军事训练内容由战场需要而决定,应融讲堂、操场、战场三者于一体。1946年5月任国防部部长,积极执行蒋介石反人民的内战政策。1948年5月任战略顾问委员会主任委员兼华中“剿总”总司令。在国民党大势已去情况下,1949年初仍主张与共产党划江而治。4月任华中军政长官,指挥20余万兵力企图阻止人民解放军解放华中南,所部在解放军发动的衡宝战役、广西战役中被歼。9月任战略顾问委员会副主任。12 月由海南岛去台湾。