1938年，陈明仁率预二师参加武汉会战，师部的6个处长跑掉了5个。陈明仁说：“不中用的家伙越少越好，正好可以放开手脚进行人事调配。” 此后，陈明仁从过去的陆军大学同学中挑选志同道合者，充入到师里的中层指挥岗位，又从陆军军官学校录用了一批中下层军官，从而加强了部队的战斗力。 在九江，陈明仁率预二师与日军展开了殊死搏斗，坚守住了阵地，预二师因此得到了蒋介石的嘉奖。但因国民党军内部派系林立，明争暗斗，在陈诚的指使下，预二师成了“牺牲品”，被撤销了番号。 后来，陈明仁到了汉口，何应钦决定将四川的3个补充团整编为一个师，改换成正规番号，交给陈明仁指挥。陈明仁借机提出恢复预二师的番号，得到何应钦同意。 1939年冬，陈明仁率预二师参加广西桂南会战，陈明仁身先士卒，受到嘉奖。 1941年冬，陈明仁奉命率预二师进入云南昆明。预二师在陈明仁的经营下，发展很快，兵力达到将近一个军的数量。陈明仁不禁自我感觉良好起来。他觉得，这几年职务尽管仍然停留在中将师长的位置上，但实际掌握的兵力不下一个军，运筹自如，唯一不甚满意的是，由于长年累月作战，到云南后又担任修建工事任务，官兵的服装得不到上级补给，像个乞丐部队。对于这件事的不满，陈明仁不久在蒋介石面前爆发了出来。 原来，蒋介石在云南昆明游西山风景区时，碰上了穿着破烂的修筑工事的士兵，觉得有损军容。恼怒的蒋介石回到昆明，细细一查，得知这些士兵都是陈明仁部队的。他一气之下，对陈明仁来了一个明升暗降，改任陈明仁为第七十一军副军长，并限两天内办完移交手续。 这样的命令，陈明仁自然不服气。在蒋介石找陈明仁谈话时，陈明仁第一句话就是责问蒋介石为什么会这样？ 蒋介石说：“你这个师长没当好！” 陈明仁更不服了：“我什么地方没做好？论作战，我每次得到嘉奖，也都是你给的；论训练，名列第一；论校阅，也算不错；前些日子，你还亲自发电报嘉奖我师纪律严明，为入滇部队之冠。为何今日突然变坏了呢？” 蒋介石自知理亏，便脱口而出：“你的部队衣服没穿好。任何部队没有像你这个部队穿得这样烂。” 陈明仁说：“我的部队衣服没有穿好，不能怪我，要怪只能怪你。衣服是你发的，质料这样差，只穿一水就破了，并且去年发给我们的还只有四成新。” “绝无此事，绝无此事！”蒋介石重复着说了两句。 陈明仁紧追不放：“此事有账可查！” 如此一来，陈明仁与蒋介石当场争执起来，结果蒋介石十分恼火，命令宪兵营长把陈明仁押回重庆（此时，国民党政府已迁入陪都重庆办公）去。 陈明仁不吃这一套，还是硬对硬，激愤地大声嚷道：“我犯什么罪？莫说押，杀头我也不服。我这个中将师长算什么啊？你想怎样便怎样？我现在不要这个官了。”嚷完，陈明仁一把扯下领章掷在地上，一副怒不可遏的样子。 蒋介石大为震怒。恰好这时国民党云南省主席龙云来访，极力劝解蒋介石，才算平息了这场嘴仗风波。 由于战事频频，蒋介石还是要借助陈明仁的力量。之后，蒋介石命令陈明仁以副军长的身份率第七十一军及预备第二师加入远征军序列，开赴滇缅地区参战。 后因战局发生变化，陈明仁未能率部入缅作战。1943年10月至1944年5月，驻印军和远征军先后对侵占缅甸北部和云南西部的日军进行了反击作战。陈明仁所在的七十一军奉命在滇西反击。 滇西重镇保山被日军三十八师团占领已有多年。从反击线路讲，必须从惠通桥、攀枝花渡过怒江，才能取龙陵、保山一线。但为了出其不意，陈明仁奉命率七十一军八十七师和八十八师翻山越岭，绕道怒江，从原始森林中分两路向镇安街进攻。八十七师出敌不意发起猛攻，一举击溃守敌，占领镇安街。 龙陵日军指挥部获知镇安街失守，立即派出一个加强中队，会合溃逃守军向镇安街猛扑，企图夺回这个公路要点。八十七师师长张绍勋一看势头不对劲，吓得立即产生了“撤退”想法，慌张地越级请示集团军总司令宋希濂，要求“变换阵地，放开公路”。 恰在此时，陈明仁的电话也接了进去。听到了张绍勋的“请示”，陈明仁毫不客气地说：“这样做会影响整个战局。今天七十一军归我指挥，师长不能直接报告总司令，总司令也不能直接处理这个问题。” 陈明仁知道，指挥官决心动摇，则军心不稳。于是，他果断更换了张绍勋，另外任命了新师长，有力地振奋了部队士气，给日军予以重创。此役结束后，陈明仁升任第七十一军军长。 陈明仁敢当面顶撞蒋介石与陈明仁的脾气不无关系。据陈明仁的儿子陈扬钊回忆说：“在我的印象中，许多叔叔、伯伯及他的部下都很怕他（指陈明仁），说他瞪眼睛、扁嘴巴，发起脾气来可不得了。所以暗地里给他取了一个‘扁嘴巴’的外号。” 正因如此，性格刚毅，敢于顶撞上司的陈明仁在国民党军中得了一个“傲上将军”的美誉，但这也影响了他的仕途，早年他是旅长的时候，同为黄埔一期的杜聿明只是团长。而到了1946年，陈明仁成了东北保安司令杜聿明手下的一个军长。