1938年6月，日軍大舉進攻江西九江，九江局勢危急，雖然蔣介石早已調兵馳援，但缺口依舊很大，蔣介石就臨時起意，把貴州保安部隊拉上前線，改編成預備2師。
上了戰場後的預備2師，并未能改善戰局，反而處處被動，師長更是個酒囊飯袋，蔣介石無奈，便請來了陳明仁，讓他接任師長一職。
臨行前，陳明仁向蔣介石保證：“強将手下無弱兵，不打退日軍，絕不退九江！”
蔣介石當時隻是笑了笑，可能心裡在想：一支雜牌軍，你還能怎麼打？
陳明仁到九江陣地後，立刻把之前幾個作戰不力的軍官抓起來，大聲說：“我最瞧不起逃兵，更何況還是些團長、旅長！”說罷，大手一揮，幾個軍官被押到外面，執行槍決。
全師将士見狀，立刻軍心肅然。
陳明仁召集全師将士，大聲說：“軍人的職責就是保家衛國，現在日寇來犯，我們就是把全師都拼光了，也絕不能後退一步！”
7月23日，日軍在鄱陽湖發起了猛烈的攻擊，尤其是空軍，向中國守軍陣地開始了狂轟濫炸，江上的軍艦也向岸上的防禦工事展開輪番轟擊。當時，總指揮張發奎手裡的8個師被打得潰不成軍，陣地紛紛陷落，而陳明仁的這支預備2師，卻成了不多的亮點。
面對日軍的狂轟濫炸，陳明仁指令部隊沉着應對，一次次打退了日軍的沖鋒，不僅陣地沒有失守，反而穩如磐石，直至戰鬥結束。
九江之戰，陳明仁以一支雜牌軍與日軍血拼到底，打出了王牌軍都沒有的戰績，讓蔣介石都刮目相看。
1944年5月，為了打通被日軍侵占而中斷已久的滇緬公路，陳明仁奉命率領第71軍，進攻滇緬公路上的重鎮龍陵。
當時，日軍在龍陵與松山之間，構築工事，重兵把守，陳明仁了解到情況後，決定避重就輕，先取龍陵與松山之間的鎮安街，切斷松山日軍的退路，然後再來一個“包餃子”，向松山之敵全力發起攻擊。
可是，在攻克鎮安街之後，陳明仁把防守重任交給了87師，可是師長張紹勳的表現卻讓他大為光火。這是怎麼回事呢？
原來，騰沖的日軍得知鎮安街被攻陷後，決定派出一個加強中隊救援，負責阻擊的張紹勳一聽到這個消息，居然打起了臨陣退縮的主意。不但如此，他還把電話打到了第11集團軍總司令宋希濂那裡，宋希濂聽完後，訓示張紹勳可以變換陣地。
但是，讓張紹勳沒想到的是，這件事居然被陳明仁知道了。
原來，陳明仁有事向宋希濂報告，于是将電話打了過去，結果正好聽到了宋希濂跟張紹勳的對話，陳明仁氣得破口大罵：“張紹勳你是不是要當逃兵？我告訴你，現在71軍歸我指揮，誰也不能亂動！”
同時，陳明仁又對宋希濂說：“總司令也不能插手71軍的作戰指揮！如果鎮安街有失，張紹勳提頭來見！”
張紹勳挂完電話後，臉上火辣辣的，竟然起了自殺的念頭，沖着自己就開了一槍，不過沒死成，又被救了過來。你說這算什麼事？有這氣性，還不如戰死在戰場上呢！
陳明仁聽到張紹勳自殺的消息後，更是氣炸了，說：“一個逃兵，居然還想着自殺，真是恥辱！就算他沒死，我也要槍斃他！”當然，在大家的勸說下，陳明仁最後也沒有槍斃張紹勳。
不過，因為這件事，第71軍再也沒有人敢輕言後退了，最終在陳明仁的指揮下，将松山的日軍旅團全部殲滅，取得了一場大勝！
應該說，在國軍進階将領中，陳明仁的軍事才能是能排進前十的，但這樣一位作戰勇猛的将軍，蔣介石卻不會用，最終讓陳明仁棄暗投明，加入了我軍的陣營。
1955年，陳明仁被授予開國上将，成為僅有的三位起義上将之一。
1974年5月21日，陳明仁将軍病逝，享年71歲。