1931年7月，陈明仁率一个独立旅，一举击溃了在河北举兵反蒋的石友三的三个师。战前，在作战会议上，陈明仁明确反对师长陈继承保守的作战方针，说：“黄埔精神，一向以少胜多，不应过高估计石友三的力量。” 会议上，陈明仁和陈继承争吵得很凶。在之后的战斗中，陈明仁率独立旅迅疾奔至河北巨鹿庄迎战石友三，大获全胜，石友三的前敌总指挥孙光前也缴械投降。 陈明仁立下如此大功，但是陈继承在向蒋介石呈报战况时，指责陈明仁不听指挥，冒险行动，骄傲犯上等罪状，因此，蒋介石原拟升陈明仁为师长的，后来则改任为副师长。 1939年11月中旬，日军在北海湾龙门港登陆，攻占钦州、防城后，开始向南宁侵进。蒋介石为确保西南大后方的安全，调集精锐部队，准备反攻。 反攻前，陈明仁奉命率预备二师，由贵州黔西徒步开到广西，师部设在广西武鸣。为确保柳州、桂林不沦于敌手，必须夺取昆仑关。 昆仑关位于武鸣之东南，是保卫广西大后方的军事重地，而昆仑关东南的另一山峰高峰岩，又是确保昆仑关之屏障，当时高峰岩已被日军占领。 陈明仁与参谋长吕旃蒙、团长洪行、戴坚等人共同研究作战计划，决定以战斗力最强的洪行团为主攻，其余两个团侧翼配合进攻。高峰岩地势险要，易守难攻，陈明仁与团长洪行研究后，决定在洪团挑选精兵组成敢死队，由东北流亡的学生杨某任敢死队队长。杨某在湖南长沙参军，对东北家乡沦陷、对日军的残忍怒火满腔，得此重任，恨不得—口气吞下高峰岩。黄昏时刻，下着蒙蒙细雨，杨某率领敢死队对高峰岩守敌发动突然进攻，日军突遭袭击,惊惶失措，来不及组织迎战,狼狈溃逃。战斗不到1个小时，即拿下高峰岩。 预二师拿下高峰岩后，利用地理优势，阻击源源不断赶来的日军，这就给指挥进攻昆仑关正面的第五军军长杜聿明争取了时间。昆仑关战役后，陈明仁受到通令嘉奖。 在国民党的黄埔一期将领中，陈明仁的军事才能是出众的，可是由于他眼里不揉沙子的性格，导致他虽然屡立战功，但就是擢升很慢。 1941年冬，蒋介石、宋美龄夫妇抵达昆明，由驻扎在距昆明约30里的陈明仁所部（预备二师）临时担任警卫。这些担任警卫的士兵衣着装备都挑比较好的，而预二师的军容军纪当时也是出名的，蒋介石夫妇亲眼所见后，也很满意，蒋介石当着云南省主席龙云的面夸奖说：“陈明仁的部队纪律严明，为入滇部队之冠。” 陈明仁在抗战爆发以来，历经血战，当时的蒋介石本来已经打算擢升陈明仁为军长，不料这期间又出了变故。 几天后，蒋介石夫妇乘车去参加龙云设的宴会，路过一条道路时，看见旁边修工事的士兵衣着破烂，蒋介石很不高兴，问是谁的部队？有人回答说这是陈明仁的预备二师。 蒋介石当场就发火了，回去后让侍从传令陈明仁次日去见他。蒙在鼓里的陈明仁在见到蒋介石后，蒋介石责问陈明仁说：“你为何阴一套，阳一套，为何将士兵带成叫化子似的？公路上常有盟国人员经过，给外人看见有伤军容国体。“ 陈明仁性格倔强，也以非常生气的语气对蒋介石说部队得不到足够的装备和军饷，让修工事的士兵穿破衣服正是为了避免军装的磨损。 见陈明仁居然反驳自己，蒋介石勃然大怒，大声咆哮说：“你敢这样顶撞我，我马上把你关起来。“ 陈明仁听后，激愤地说：“我犯什么罪？莫说关起来！就是杀头我也不怕。”说完，陈明仁一把将中将领章撕下来往蒋介石的桌前一丢，说：“这个中将我不当了，你要怎么办就怎么办吧！” 蒋介石的侍卫闻讯赶来，见事情不好办，便请出宋美齡让劝蒋介石入内休息，陈明仁也离开了。事后不久，云南省主席龙云、第九集团军总司令关麟征等人见蒋介石时，蒋介石对他们谈起陈明仁之事，他们劝蒋介石说：“千军易得,一将难求，值此战争年代，像陈明仁这样的将领是难得的。” 龙云还向蒋介石夸奖陈明仁，说其一向治军严谨又英勇善战，只是脾气暴躁些。蒋介石在气消了之后，也深知打仗是要陈明仁这样的虎将的，所以也就顺水推舟，要当时在云南的关麟征、宋希濂、杜聿明等黄埔一期将领从中幹旋，劝说陈明仁。 陈明仁自顶撞蒋介石后，心中其实也有顾虑，所以当关麟征、宋希濂、杜聿明等人纷纷前来劝说后，陈明仁最后硬着头皮到蒋介石在昆明的住所谒见。陈明仁直奔蒋介石的客厅，当时宋美龄也在，宋美龄见陈明仁到来，安慰说：“校长对你一向爱之深，责之严，你这样顶他，当时他怎不生气呢？事情过了，也就没事了。” 蒋介石则是叹了口气，对陈明仁说："你这样倔强的脾气，只有我才能容你,用你啊。"这件事就这样结束了。 此事发生后，陈明仁虽没有受到什么处分，但以他的战功，原本是拟提升为七十一军军长，由于顶撞蒋介石，结果不仅军长当不成，反而被夺走了预二师的兵权，以明升暗降的手法，委任为七十一军副军长，在当时的国民党军中，副军长如果不兼任师长，是没有实权的。就这样，陈明仁再次错过了升职机会，此时，他的一期同学胡宗南、关麟征、宋希濂等人都已是集团军总司令了。
