最终，双方各退一步，蒋介石做出抗日承诺，李宗仁宣布服从中央共同抗日。1936年9月18日，李宗仁与蒋介石在广州见面，这是他们公开决裂多年之后的首次见面。据当年的《春秋杂志》的记录说，李宗仁这位老实人，一见到蒋介石走了进来，竟然当堂面红耳赤不知所措，表情极其尴尬，而蒋介石则是满面春风，笑容可掬。
始终有论调认为，李宗仁率桂系与国民政府陈兵对峙，是"假抗日，真反蒋"。李宗仁当时的动机究竟如何已无从考证，但他确实是"逼蒋抗日"最稳定、最坚决的力量之一。"西安事变"发生后，各地军阀动摇观望之际，李宗仁等16人通电全国，态度鲜明地主张和平解决兵谏，建立抗日政府。
1937年抗战全面爆发，李宗仁在两个月内便在广西装备了4个军共48个团配备齐全，开赴淞沪会战前线。广西"建设运动"多年储备的资本和能量，让日本人惊讶。日本的媒体曾经这样报道："广西有着险峻的地形，彪悍的军队，能战的将领和大广西主义的精神。谁想把它蹂躏，都是徒然空想。"
指挥"杂牌军"血战台儿庄
1937年10月，李宗仁被任命为第五战区司令长官，驻守徐州。1938年2月至5月他指挥了徐州会战，其中台儿庄战役是他一生辉煌的顶点。作为抗战以来正面战场首次大捷，这场悲壮的硬仗超越了政治界限，对整个民族都具有强烈的振奋意义。
台儿庄一战，国军损失3万歼敌1万，是血肉之躯拼出的"惨胜"，有人认为在战术上并无值得夸耀之处。其实，李宗仁指挥一支"杂牌军"浴血奋战本身就是令人称奇的战术。当李宗仁取得台儿庄大捷后，蒋介石惊讶地说："你还能指挥杂牌部队?"李回忆这段往事不无得意："这一点在蒋先生看来，实在是不可思议之奇迹，他本人是断然做不到的。"
派系林立各自为政，一直是国民党军队最令人头疼的难题。对这一难题，蒋的解决办法通常是把非嫡系的部队推上前线，一边御敌一边削弱异己。李宗仁与之恰恰相反，他总是派自己的嫡系打前锋，对其他派系的部队在军饷补给上尽量公平，甚至给予特殊照顾。
李宗仁字德邻，时人敬称他为"德公"，这算是一个实至名归的称呼。蒋处事虚实难测，李为人宽厚实在，性格差异决定了在政坛上李一生都不是蒋的对手，但在战场上，德公的宽厚使他具有凝聚人心的特殊能力。"杂牌军"在其他战区龟缩不前，而独在李宗仁指挥的第五战区，不惜血战到底，也就不足为怪了。
