臺兒莊大戰(zhàn)後，主席發(fā)表了《論持久戰(zhàn)》的著作，白崇禧從周恩來那裡得到這篇著作的原文，看後深表贊同。當下，將此文的基本精神摘成兩句話：“積小勝爲大勝，以空間換時間?！蹦萌ソo蔣介石看，蔣氏也十分讚賞。即以此兩語由軍事委員會令發(fā)全軍，作爲抗日戰(zhàn)爭的最高戰(zhàn)略方針。
在臺兒莊大戰(zhàn)期間，國民黨在武昌召集了臨時代表大會。四月一日，大會推蔣介石爲國民黨總裁，並決議設(shè)立三民主義青年團。白崇禧從徐州回到武漢後，蔣介石把成立三民主義青年團的要旨告訴了白崇禧，並要他薦人蔘加籌備。白氏即介紹他的機要秘書程思遠及第五戰(zhàn)區(qū)政治部主任韋永成聽候任用。蔣介石召見後內(nèi)定程思遠爲中央團部組織處副處長，去年八月隨白崇禧入京的黃季陸則內(nèi)定爲宣傳處處長。白崇禧爲此對程思遠說：“爲了團結(jié)抗戰(zhàn)，廣西與中央的關(guān)係，應(yīng)力求從混合達到化合?！?
但沒有多久，蔣、桂之間仍露裂縫。七月六日，李宗仁從商城回到武昌，住進東湖療養(yǎng)院去了。他早年當連長時，被敵人槍彈擊中左頰，碎牙嵌入牙牀，現(xiàn)因在前方長期指揮作戰(zhàn)，勞累過度，舊疾復(fù)發(fā)，需要割治。恰巧黃紹竑於六月接蔣電雲(yún)：“浙省府聲名狼狽，希切實注意?！秉S氏接電即來武昌面見蔣介石，要求辭職。蔣氏說：“沒有什麼，只有所聞。特以告之?！笔聦嵣辖?jīng)黃紹竑瞭解，蔣介石去電是有原因的，因爲黃紹竑與新四軍太接近了，蔣介石特給他以警告。黃紹竑不滿蔣氏此種態(tài)度，也住進東湖療養(yǎng)院去了。那時李濟深也住在那裡，白崇禧有時來聊天。這幾個廣西佬住在一起，引人注意，外面?zhèn)鞑ブ@樣謠言：李宗仁住院是害了政治病。
七月十五日，蔣介石召見白崇禧，以第五戰(zhàn)區(qū)在保衛(wèi)大武漢戰(zhàn)役中負責長江北岸的軍事，不能一時沒有主帥。著白崇禧以副總參謀長代理李宗仁的司令長官職務(wù)，趕回前線指揮。白崇禧從抗戰(zhàn)大局著想，慨然答應(yīng)。
七月十七日，白崇禧在商城城北嶽家祠設(shè)指揮所。十八日，作了下列的軍事部署：
令第二十六集團軍徐源泉佔領(lǐng)合肥以西地區(qū)阻敵西進，危急時向霍山轉(zhuǎn)進，緊靠廖磊集團。
令第一集團軍廖磊固守大別山東側(cè)各隘口，並與徐源泉保持聯(lián)繫，必要時收容徐源泉集團。
令第二集團軍孫連仲由鄂東宋埠向豫南的商城轉(zhuǎn)進。
令李品仙、于學忠、張自忠各以一部在大別山南麓備戰(zhàn)，主力就原地從速整訓(xùn)。
時長江南岸軍事歸第九戰(zhàn)區(qū)司令長官陳誠指揮。白崇禧爲便於與第九戰(zhàn)區(qū)聯(lián)絡(luò)起見，將指揮所從商城搬到宋埠。此時，接李品仙、廖磊先後電告，前方敵情如次：
九江、湖口於七月二十三日至二十五日先後失守，敵企圖由長江南北兩岸夾攻武漢。
合肥於七月二十七日失守，徐源泉部退守納城、霍山地區(qū)。
八月七日，白崇禧在浠水召開軍事會議，決定：以李品仙指揮右翼軍，孫連仲指揮左翼軍，廖磊指揮中央集團。
李品仙的右翼軍團以大別山南麓爲根據(jù)地，對長江北岸挺進的敵人逐次側(cè)擊，預(yù)期消滅他們於港灣複雜地區(qū)。
孫連仲的左翼軍團在長嶺關(guān)以東淮河上游的流域誘敵西進，並集結(jié)兵力於葉家集、河口鎮(zhèn)以東地區(qū)擊破敵人。
廖磊的中央集團固守大別山東麓各要口阻敵竄入，並於大別山的遊擊根據(jù)地屯糧屯彈，組織民衆(zhòng)，建築工事，以期長期抵抗敵人。
八月十六日，白崇禧以“作戰(zhàn)命令”下達上述決定給各軍團。
八月十八日，敵海軍掩護波多旅團在長江北岸小池口登陸，協(xié)助敵第六師團攻佔黃梅。右翼兵團退守廣濟，九月五日起，敵猛攻廣濟正面。九月六日，白崇禧令廖磊、張義純兩軍向黃梅側(cè)擊敵的後方。佔領(lǐng)大河鎮(zhèn)、雙城驛，不料守廣濟的何知重軍不待命令竟於是晚撤退，敵遂佔領(lǐng)廣濟。
在左翼方面，白崇禧看到敵陷黃梅後，楊柳、獨山相繼不守，於是急令宋希濂軍急行到葉家集佈防，宋部以大別山的富金山爲據(jù)點與敵激戰(zhàn)，殺敵五六千，斃其聯(lián)隊人兩千，敵攻勢爲之頓挫。此時，張義純軍切斷了廣濟以東的公路，敵的主力向東南山地撤退。但廣濟尚有頑敵。
白崇禧以爲左翼兵團應(yīng)乘敵受到挫折的關(guān)鍵時刻，積極部署反攻，具體時間由孫連仲總司令裁定。九月十日，右翼蕭之楚（1896—1958，參加過北伐戰(zhàn)爭和進攻紅軍諸役。1930—1948年曆任國民黨第26軍軍長，第七綏靖區(qū)副司令官等職?？箲?zhàn)期間功勳卓著。後退居臺灣。）、韋雲(yún)淞兩軍解決了廣濟的殘敵，逐次向東掃蕩，孫連仲正想乘勢準備反攻，不幸富春山失守，宋希濂軍退到商城、潢川。白崇禧急電話宋希濂，應(yīng)與張自忠部構(gòu)成犄角之勢，防堵敵人。右翼敵人乘時反攻，遂使廣濟得而復(fù)失。
九月十五日，軍委會命令把原來由南岸第九戰(zhàn)區(qū)指揮的田家鎮(zhèn)要塞防務(wù)，交給第五戰(zhàn)區(qū)接管。白崇禧對此頓興牴觸情緒。他以爲陣前易將和中途變更部署，同樣是匆忙上馬，給指揮帶來許多困難，這是統(tǒng)帥部沒有成熟的具體表現(xiàn)，軍令部應(yīng)對此負責（當時軍令部作戰(zhàn)廳廳長是劉斐）。
白崇禧接管田家鎮(zhèn)要塞防務(wù)時，武穴已經(jīng)失守，我守軍轉(zhuǎn)移廣濟以西的界嶺南北第二線陣地及田家鎮(zhèn)要塞，白崇禧以張義純、蕭之楚、何知重等軍向敵側(cè)背進攻，策應(yīng)田家鎮(zhèn)要塞守軍作戰(zhàn)，成夾擊殲敵之勢。激戰(zhàn)至九月下旬，敵死傷甚衆(zhòng)。九月二十八日，由武穴西進之敵，在敵機七十餘架大炮百餘門狂轟猛炸配合下進攻田家鎮(zhèn)，我要塞陣地幾乎全毀。守軍傷亡殆盡。是日晚，田家鎮(zhèn)要塞陷落。但此役先後斃敵六七千人。十月初，敵艦駛?cè)胩锛益?zhèn)以西，在蘄春、黃岡等處登陸，策應(yīng)由廣濟西進。十月十五日，日軍進至黃陂，直逼漢口側(cè)背。
自九月十一日我守軍放棄富金山陣地後，敵分兵兩路進犯：一路由第十三師團及第十師團瀕谷支隊於九月十八日攻潢川，張自忠第五十九軍、孫連仲第二集團軍及宋希濂部與敵奮戰(zhàn)，延至十九日，潢川失陷，敵越羅山西進。白崇禧復(fù)以胡宗南的第十七軍團在信陽以東予敵迎頭痛擊，敵派第三師團前來增援。胡宗南部以傷亡過重於十月十二日放棄信陽，退守桐柏附近山地；敵另一路於九月十六日攻佔商城、麻城，與溯江西上的日軍相呼應(yīng)。至此武漢外圍的要塞、陣地均被日軍攻陷。武漢北、東、東南三面均處於日軍包圍之中。白崇禧應(yīng)召回武漢商軍事局勢，五戰(zhàn)區(qū)由李宗仁繼續(xù)指揮。十二月二十四日，蔣介石下令從武漢撤退。
在指揮保衛(wèi)大武漢軍事期間，白崇禧患了惡性瘧疾。蔣介石派專門醫(yī)生給他治療，及回到在漢口黃陂路新設(shè)的寓所時，幾乎體重減了二十磅。後又患風溼癥，經(jīng)入東湖療養(yǎng)院治療一週，始告痊癒。