3月問，陳誠調集三十三個團，在空軍配合下，與紅軍林彪部的二十七個團展開激戰，奪取贛南重鎮廣昌。接著，又攻占建寧、石城等地。這時，蔣介石決定籌辦廬山訓練團，陳誠奉調去廬山，擔任訓練團副團長，前方軍事由羅卓英代理。這個訓練團從7月初開始，每期四周。除西南、西北等地方軍隊外，均抽調少校以上軍官輪流受訓，以軍長、總指揮擔任營長，師長擔任連長，副師長、旅長擔任連附、排長。先後辦了三期，於9月底結束。
1934年10月6日，陳誠回到廣昌，立即召集師長商談當前形勢。他在綜合各方麵的情況時說：“困處於贛南狹小地區的紅軍，似有向南或向西突圍模樣。希望大家最後努力，以竟全功。”不久，他抵寧都，得知紅軍開始實行戰略轉移，便保薦薛嶽為“追剿”軍前敵總指揮，率吳奇偉、周渾元等三個軍，及萬耀煌的第十三師追擊。自任駐贛預備軍總指揮。
1935年3月，蔣介石在武昌成立軍委會委員長行營陸軍整理處，綜理陸軍整理事宜。陳誠被任命為這個處的處長。他一麵派員到附近各省區校閱部隊，一麵在武漢設立軍官團，輪訓各部隊的軍官，並選調高級將校為整理處幹部。19日，赴北平軍委會拜謁軍政部長何應欽，商定華北駐軍整理方案，並檢閱東北軍的商震部、萬福麟部，以及第二、第二十五師。4月底，赴貴陽晉謁蔣介石，報告華北、東北軍情況，請示整軍方針。1936年12月12日，震驚中外的西安事變拉開了大幕。和平解決後，陝西省在蔣介石躲藏處修了一座亭子，名為“正氣亭”[2]。國民黨要人戴季陶、陳誠、陳立夫、胡宗南、王耀武等先後題詞，歌頌蔣介石。
1937年春，陳誠任軍政部政務次長，兼武漢行營副主任。4月，他邀張發奎、黃琪翔等到溫州、台州沿海視察地形。部屬問他，內戰停止了，國家總算統一了。國共兩黨曾經合作北伐，今後是否能合作抗戰呢?陳誠回答說：“抗日遲早要抗日，但委員長的政略、戰略思想，不是我們能夠揣度的。我們隻有眼從命令，不好隨便揣測。”
7月初，蔣介石兼團長，陳誠為教育長，又在廬山辦訓練團。聘請名流學者、大學校長、教授為講師，輪訓部隊的中、上級軍官和文職人員的中學校長、國民黨各省市黨部委員，以及縣長、專員等，以統一國民黨內對抗戰的思想。可是隻辦了兩期，“八·一三事件”發生了。
8月18日，陳誠奉蔣介石電召抵達南京，策定抗戰計劃與戰鬥序列。他認為，“我國因軍事落後，且未有充分作戰準備，不宜實施迅速決戰之戰略。但我國國土廣大，人口眾多，經濟資源散在各地，具看長期作戰之條件。故我國對倭作戰之最高指導方針，不能不根據優劣；相反之客觀條件，實施持久消耗戰略。在此項大方針下，國軍作戰之具體運用，可分為三期：第一期為持久抵抗時期；第二期，為敵我對峙時期，預定之第三期，為我總反攻時期。在抗戰第二時期，國軍對倭寇之攻勢，僅作有限度之抵抗，爾後主動轉進，以消耗敵人戰力，保存我軍主動，借以空間換時間，擴大戰場，分散敵軍兵力，以求達成提早阻止敵人前進，及建立長期抗戰力量之目的”。當即，蔣介石給他囑以三項任務：一是赴華北向晉、陝將領說明中央之決心與應抗準備；二是赴上海視察張治中部作戰，並協助之；三是速擬定戰鬥序列。陳誠當時沒有擔任直接抗戰之任何職務，不知以何種名義從事所賦任務，便向蔣說明此意。蔣問：“以何種名義為宜?”陳誠說：“如果領袖對餘欲機動使用，可給一高參名義。”蔣則說以“行轅為佳”。當晚，陳誠與白崇禧副總長、黃季寬、王達夫等會商戰鬥序列。第二天，與熊天翼赴滬視察，於20日返回南京。途中熊問陳：“返京後，對領袖報告是否彼此需要一致?”陳說：“以分報為宜，如此領袖可多得一份參考資料。”
返京後，蔣介石詢問視察情形。熊天翼說：“不能打。”陳誠說：“非能打不能打之問題，而是打不打的問題。”蔣問他是什麼意思?他說：“敵對南口，在所必攻，同時亦為我所必守，是則華北戰事擴大已無可避免。敵如在華北得勢，必將利用其快速裝備沿平漢路南下直赴武漢，於我不利。不如擴大滬戰事以牽製之。”蔣表示“一定打”。陳又說：“若打，須向上海增兵。”蔣當即發表陳誠為第三戰區前敵總指揮，兼第十五集團軍總司令，並增調部隊赴滬參戰(見淞滬會戰)。
8月22日晚，日軍以大將鬆井石根為司令官，率第三、十一師團等部，在吳淞、川沙強行登陸。陳誠率第十五集團軍進行阻擊。他以八十七師之一部及教導總隊之一團、上海保安總；團一部向張華浜登陸之敵攻擊，令在吳福線之第十一師及在楊行、寶山方麵的第九十八師轉向獅子林、川沙口方麵之敵攻擊，用汽車輸送在昆山、吳縣附近集結的第六十七師向羅店挺進：並急調正向常熟、福山前進之第十四師，向太倉、羅店方麵前進，以求會殲登陸之敵。但各部趕到戰場時，日軍主力已登陸成功。他看到敵軍增援不絕，未能將敵壓迫在江中而殲滅，已失去戰役初期的主動權，便建議轉移陣地，逐次抵抗。9月17日，中國軍隊即退守北站、江灣、廟行、羅店、瀏河口一線，轉入防守。
1937年9月21日，中央軍委會調整第三戰區作戰部隊。陳誠率第十五、第十九兩集團軍組成左翼作戰軍。第二天，日軍為確保其側背安全，在戰車、火炮掩護下，向瀏羅公路猛撲。中國守軍奮力抵抗，死傷慘重。陳誠即向蔣介石陳述不能再打的原因。他說，如無生力軍加入，即應轉移陣地，調整部隊，繼續抗戰。經蔣介石同意，左翼作戰軍繼向蘊藻濱南岸、陳行、廣福、施相公廟，瀏河一線轉移。
1937年10月11日，日軍向蘊藻濱中央作戰軍發起攻擊,以控製大場、南翔，切斷閘北、江灣、廟行中央作戰軍歸路。這時，中國軍隊的第五軍，及第一七一師、一七三師、一七四師和一七六師，正陸續向上海輸送。於是，陳誠對這次作戰提出了三個意見：第一是以第五路軍由蘊藻濱北岸，同時以兩個師由蘊藻濱南岸，各以一部由南岸及羅嘉公路以北取攻勢，對敵實行殲滅戰。第二是以第五路軍據守蘊藻濱南岸，以第十六軍和第六十六軍之一部，再另抽調幾個師，由蘊藻濱北岸突擊，將渡過蘊藻濱南岸之敵包圍殲滅。第三是暫取守勢，待第五路軍集中後，再相機出擊。經統帥部決定采用第三條。但因情況所迫，乃決定乘敵攻擊疲憊之機，突予猛擊，以求擊破渡過蘊藻濱南岸之敵?1937年10月25日晚，開始總攻。經過三日激戰，撤至蘇州河南岸到小南翔一線。
南京失守後，國民黨的軍政領導機關大部分遷移武漢。這年春，成立武漢衛戍總司令部，陳誠任總司令。同時，還奉命兼任軍事委員會總政治部部長、湖北省主席、航空委員會委員、中央訓練委員會主任委員、三民主義青年團中央團部書記長、中央訓練團教育長等職。國民黨內部稱他是“蔣介石的替身”、“第二號人物”。
武漢是中國內地水陸交通之樞紐，成為當時抗戰的軍事、政治、經濟中心。陳誠認為徐州棄守後，武漢即是敵人勢在必取的唯一戶標。保衛武漢戰略要點，應以三鎮為核心，使其靈活運用，發揮抗戰的最大力量(參見武漢會戰)。
還在整理陸軍期間，陳誠鑒於當時中日關係日趨惡化，對武漢城防設計曾作了兩次調整。其防務要點是：第一，對敵潛在的勢力，預作殲滅之處置。第二，對長江上下遊侵入武漢之敵艦，則鞏固江防，以殲滅之。第三，對將來武漢會戰，使中國軍隊得依武漢要塞為軸，在武漢附近殲滅敵人。因此，對武漢城防附近之要塞築城，概又分為“江防”、“陸防”之二部。他根據蔣介石“選擇要點，構築必要工事”之手令，先構築為陣地骨幹的永久性工事，其他隻準備材料，俟作戰部隊臨時構築。
7月22日夜，日軍波田支隊從鄱陽湖濱的姑塘登陸，繼而侵占九江。緊接著以五個師團分左右兩路，夾大江南岸向西展開猛烈攻勢。陳誠令李漢魂的第二十九軍團撤至廬山兩側及南潯路一帶，依托有利地形，與向南昌進攻的敵左路軍相持一個月之久，予敵第一零六師團重創。8月10日，第二兵團的第三軍團，在瑞昌東北一線與登陸的右路日軍波田支隊激戰兩星期。後來，日軍以主力第九、第二十七師團，在數十架飛機掩護下，分三路合擊瑞昌，並施放毒氣，致第三軍團傷亡慘重。瑞昌失守後，陳誠又令第三十一集團軍和第三十二集團軍，阻擊向贛北馬頭鎮和箬溪進攻的該路日軍，雙方激戰二十餘日。9月14日，馬頭鎮陷落。24日，該路日軍再占富池口時，第二兵團續凋第六、第五十三、第七十五、第九十八軍馳援，先雙方相持於鄂東南大冶、陽新一線。後日軍一部苦戰月餘，於10月5日占領箬溪，續陷辛潭鋪，迫近粵漢鐵路重鎮威寧。這時，左路日軍第一零一師團、第一零六師團沿南潯鐵路會攻江西德安。薛嶽第一兵團第九、第二十集團軍在德安北部馬回嶺地區層層設防，給敵人以有力打擊。10月上旬，第一兵團再調第四、第三十二、第六十六軍在德安西北萬家嶺一帶組織包圍反擊，殲敵四個聯隊。經過四個月的節節抵抗後，陳誠奉蔣介石命令，按預定計劃，於10月25日將部隊全部撤出武漢，退至江西、湖南兩省的永修、幕阜山、嶽陽以南一線。
武漢淪陷後，陳誠將九戰區軍事交由薛嶽代理，自己赴渝請訓。他向蔣介石報告說：“以兼職過多，不僅招致物議，抑且有誤事公。請就可能，畀以專職，或可無大遺誤。”當即受蔣麵諭：“以辦理政治部事宜為主，鄂省主席則令嚴立三兼代。”但實際上，仍不時奉派赴湘、粵、桂等地指揮戰事。
1939年9月，日軍以贛北、鄂南兩路策應湘北主力軍，會攻長沙。陳誠奉命和白崇禧抵湘，協助薛嶽指揮作戰。出發前，他曾提出長沙“守”與“不守”兩條，奉批“不守”。因此，一到達淥口，就將蔣介石的旨意轉告給薛嶽。薛不以為然，說：“長沙不守，軍人之職責何在?”雖一夜之間，九次電話命薛退出長沙，而薛不聽。陳誠怕彼此爭論過久有礙戎機，在向薛詢問部隊的情況後，乃一麵與白商定，命薛嶽反攻；一麵將薛之決心及當時情況報告蔣介石。取得了湘北抗戰的第一次勝利。
遠征經曆
1943年3月23日，蔣介石審定了軍政部雲南練兵的具體計劃，命令有關部隊向雲南集中。隨後陳誠帶領大批人員到雲南，在楚雄建立了“遠征軍司令長官部”，將楚雄以西所有軍隊指揮權從昆明行營的係統分割出去。
1943年3月28日，陳誠視察了已經開到雲南的受訓部隊，發現部隊武器不整齊，缺員又多。次日飛抵大理，向滇西戰時工作幹部訓練團學員訓話。陳誠在訓話中說：遠征軍的任務非常重要，這是中印緬戰區的聯合作戰，對於中美兩國最有關係。倘若一戰成功，就可以開辟由印度到中國的陸路交通供應線。這不隻是抵禦日軍侵略的自衛戰爭，也有爭取同盟國全體勝利的目的。要求學員努力學習，報效國家。
1943年5月5日，陳誠擬定遠征軍作戰計劃，預定在中國駐印軍和英美盟軍同時發動攻勢時，遠征軍就從雲南出擊，相互呼應。正在此時，日軍進攻鄂西，陳誠奉命趕回第六戰區。直到6月中旬以後，才返回楚雄。
1943年10月12日，陳誠再次擬定作戰計劃，預定在美英盟軍對緬甸發動攻勢的同時，以遠征軍主力攻擊騰衝、龍陵，進出八莫和九穀一線，然後攻擊臘戍，12月完成作戰準備，實施安納吉姆戰役計劃。
1943年11月23日，就在反攻作戰即將打響之際，蔣介石突然任命在成都賦閑的原第一戰區司令長官衛立煌為遠征軍代理司令長官，全權指揮遠征軍作戰訓練。
殺雞儆猴
“殺陳誠以謝天下”
1947年，國民黨軍隊在東北戰場上一敗再敗。這一年，蔣介石將陳誠派到東北戰場，擔任東北行轅主任，意圖奪取整個東北。
陳誠在東北連吃敗仗，國民黨軍隊丟盔棄甲，元氣大傷。那時，國民黨內的輿論一致聲討陳誠的敗績，甚至有人提出應該“殺陳誠以謝天下”。在被迫離開東北之時，陳誠已經是貧病交加。
陳履安說，父親離開東北，一切職務都被免除。當時麵臨什麼問題？沒錢，他確實是沒有積蓄的一個人。要去養病，到哪兒去呢？他一離開東北，十二指腸潰瘍發作，必須要住醫院，就在上海江灣醫院。開刀之前，蔣“總統”去看他，有一次兩個人坐下來談了3個小時。人之將死，其言也善，父親就把很多話實話實說。這個“總統”啊，聽不進去，說很多失敗的因素早就種在那裏。我父親在江灣動了手術之後，他就考慮到哪兒去。後來“總統”給了我父親一點錢，到台灣去養病。
1948年10月，陳誠去往台灣。1個月之後，11歲的陳履安隨陳家的老老少少一起也從上海飛抵台灣，與父親團聚。1948年年底，陳誠接到“台灣省主席”的任命。
蔣係人馬
就在陳誠接到“台灣省主席”任命的幾天之後，1949年元旦，蔣介石發布了“求和”的文告，宣布下野。陳履安說，根據父親的回憶，蔣介石是早已注意到了隔著海峽的台灣，並且準備把這裏作為國民黨軍隊最後的據守地。而陳誠之所以會去台灣，也是源於蔣介石的這種安排。蔣介石在最關鍵的時刻把開辟最後退路這個重要的任務交給了陳誠。
陳履安說，他的父親始終是蔣介石在關鍵時刻的重要選擇。據說蔣介石提拔人的時候有三條不成文的規定：一是重用黃埔係出身的軍人，因為蔣是靠黃埔係起家的；二是重用同鄉；三是重用對蔣介石個人十分忠誠的人。陳誠是三者兼備。此外，他還是蔣介石的幹女婿。
陳履安說，每次父親陳誠與蔣介石意見相左，隻要蔣介石作了決定，陳誠總是默默執行。此外，陳誠還有一個過人之處，就是他能夠代蔣受過。因為這一點，他深得蔣介石的賞識。抗戰勝利之後，陳誠成為一級上將，在黃埔係中，地位僅次於蔣介石。
施政台灣
蔣介石十分看重台灣，這讓時任國民政府“台灣省主席”的陳誠感到重任在肩。
1945年10月，國民政府接收台灣時，台灣隻有600萬人口，到了1949年初，短短3年多的時間裏，人口已經暴增了100多萬。1949年初，陳誠首先宣布入台管製。陳履安說，當年父親陳誠宣布入台管製也有防止左翼人士趁機入台的用意。但是也正因為這項管製的政策，限製了部分國民黨的官員進入台灣。
1949年初，蔣介石發表“求和”文告之後，國民黨軍隊向台灣的大規模轉移就已經開始。陳誠於是立下了部隊登台的新規矩。
1949年2月，就任“台灣省主席”的兩個月之後，陳誠發布命令，在台灣公布實施“三七五減租”的土地改革。即通過對地主的限製來達到安定社會的目的。如該條例規定了地主收入的上限，亦即耕地租租額不得超過主要作物正產品全年收獲總量的百分之三十七點五（約3/8）。此外，它也遏止了由於地主和佃農之間的陋規而產生的種種不平等現象，如租約短暫、地主可任意奪佃、押租金、預收地租、作物歉收時亦需繳交的鐵租、副產物租等。
1950年3月，陳誠在蔣介石的安排下成為“行政院長”，他以“行政院長”的身份繼續推行土地改革，並且在1952年底正式發表“耕者有其田”政策的主要內容，農民以合理補償的方式獲得地主的田。即通過國家主導的方式，以一種溫和的補償方式，來達到將大量地主的土地分配到佃戶手中，進而產生了大量的自耕農。
1950年3月，蔣經國出任“國防部總政戰部主任”，1960年，蔣經國升為“陸軍二級上將”、“國防部”的副部長。
連任風波
從20世紀50年代末開始，陳誠與蔣介石之間出現了難以彌補的隔閡。在陳履安看來，父親與蔣介石最大的衝突，是出現在蔣介石第二次連任“總統”的時候。
陳履安說，第一次在台灣“總統”大選，沒有問題，因為照“憲法”，老“總統”可以連任，但是第二次（連任）就有點問題了。第一次是1954年，第二次是1960年。在1959年，就要提名了，依照“憲法”不能連任，怎麼辦？老蔣“總統”不說，不談這個事情，你們看著辦。時間越來越迫切了，我父親就找了些大佬來研商，因為他是“副總統”。想出個辦法，修改《臨時條款》。
陳履安回憶說，1959年《臨時條款》經過修改之後，賦予“戡亂時期”“總統”無限期連任的機會。1960年，蔣介石再度當選“總統”，依舊任命陳誠為“行政院長”，但是陳誠卻已經心灰意冷。
陳履安說，在1960年7月，我父親在日記裏麵就寫了，為了一件事情，我父親很生氣。他還在做“行政院長”時就得到消息，說軍中傳言“行政院”要加薪，決定不加了，有錢不加薪，尤其軍人不加薪。
1963年，因為“反攻大陸”的計劃，陳誠與蔣介石發生了很大的衝突。陳誠對蔣介石說，一旦“反攻”的號角響起，他仍然要請命出征，但是他不同意貿然地“反攻”。
1964年病重之際，陳誠最後向蔣介石提出辭去“行政院長”的要求，終於得到了批準。
1965年3月5，陳誠因肝癌病逝於台北，享年68歲。
家族後人
陳誠原配妻子吳舜蓮，兩人未生有子女。
1932年元旦，陳誠與譚延闓的女兒譚祥結婚，育有四子陳履安、陳履慶、陳履碚、陳履潔，二女陳幸、陳平。