台儿庄大捷之后，蒋介石激动得有些忘乎所以，以为看到了正面抗战的曙光，有一就有二，再来一次呗。于是，也不管台儿庄为什么取得大捷，接下来还有没有条件大捷，总之，大肆增兵，想让李宗仁再打一次大捷。老蒋这不叫增兵，这叫添乱，说实在的，台儿庄能打一胜仗，实际是利用了日军骄狂之气，有些偶然。如今日军挨了一闷棍之后，已然打起了精神，对徐州形成了四面围堵之势，徐州本来就不是个用兵之所，平原地带，易攻难守，老蒋增兵，无非是给李宗仁撤兵增加难度。滇军就是这时候老蒋调来的众多援兵中的一支，既然来了，自然不能空手而回，少不得打一仗，而对手，则是受挫之后勇悍惊人的矶谷师团。
矶谷师团在台儿庄被孙连仲和汤恩伯联手击退，这是日军侵华以来最大的挫折，矶谷廉介当然也知道害臊，知耻而后勇，重新进攻台儿庄，当然气势逼人，滇军着实没赶上好时候。卢汉将滇军布置在台儿庄制高点禹王山一带，这也是这片平原地区唯一的可以据守的高地。说是高地，实际也就是海拔五六百米的小山坡，卢汉的战略目的是阻止日军渡过京杭大运河，从而进抵徐州。战斗毫无疑问的惨烈，丝毫不亚于台儿庄一期战事，日军的老套路，先用大炮轰击，而后坦克开道，再用步兵冲锋，三板斧，日军的战斗力毋庸置疑，这是群拼刺刀之前退子弹，宁死不被俘的疯狗。而滇军虽然军械尚可，训练有素，仍不免显得吃力。日军不分昼夜疯狂地发动进攻，毫无停歇，一波接着一波，滇军战得异常辛苦，但是，滇军的勇悍丝毫不亚于日军，他们敢于冒着炮火冲锋，他们爬上坦克，用手榴弹进行自爆，于是，他们顽强顶住了日军连续不断的攻击。滇军在禹王山坚守20多天，全军38242人，牺牲13869人，受伤4545人，失踪430人；各级军官牺牲177人，受伤380人，其中旅长亡1伤1，团长亡5伤4，营连排长伤亡过半，当然矶谷师团妄图渡过运河进攻徐州的计划也落空了。
滇军的苦战充分说明老蒋在徐州的增兵实在不够理智，再打下去，无非是拿将士的生命填坑。于是，李宗仁决定撤兵，放弃徐州——这显然是理智的。而滇军三个师在遭遇重大伤亡之后，缩编为5个团，他们接下来的任务就是掩护兄弟部队撤离徐州，尔后自己向武汉方向转移——当然，滇军完成了这个任务。徐州会战结束之后，龙云在云南继续征兵，新组第58军和新3军，与补充完毕的60军合组第30军团，由卢汉指挥，投入到接下来打响的武汉会战中。
在武汉会战这个抗战史上最大规模的战事中，滇军的任务是配合友军在富水一线堵击日军第9师团的进攻。滇军虽然是地方杂牌，但却显示出了比一般杂牌强悍得多的战斗力，在跟第9师团的较量中，他们创造了让日军在23天时间里追击20公里的奇迹。23天，20公里——这是冈村宁次下达的命令，让日军一天只能追击一公里不到。滇军成功将进攻汉北的第9师团堵住，要不是日军其余部队取得了突破，第9师团就该为这一仗的狼狈而去买块豆腐以谢天皇了。
滇军在抗战中的表现足以让每个国人感到满意，这样一支杂牌部队，能够在关键时刻与日军进行殊死较量，不计牺牲，屡屡完成任务，除了喝彩，我们还能做什么呢？在整个抗战过程中，龙云对外输送40万兵力，牺牲10余万，力度之大，损失之重，足以令我们对这位云南王肃然起敬。但是，滇军抗战对于龙云而言是了却报国救民之愿，功在千秋，名垂青史。然而，云南被卷入抗战，对于龙云而言就有说不出的苦涩了。1942年5月3日，日军攻占云南畹町及龙陵，夺取畹町800万吨战略物资，6日，日军渡过怒江，占领怒江以西地区，10日占领腾冲，滇西抗战于此正式开启。
抗战以来，龙云的态度总体上自然是积极的，但是，龙云并不总是积极的，他同样也有消极的时刻——1938年年底汪精卫入滇，活动龙云，龙云就表示如日军撤兵，和谈亦无所不可；1940年5月，龙云要求高荫槐将滇军由赣北调往湘西，意图伺机主和；1944年12月，在日军占领贵州独山后，龙云又曾试图通电拥护汪伪政府。当然，最终出于种种原因，龙云终究没当汉奸。对日本态度摇摆，而对中央军，龙云的态度则异常坚定——能拒则拒，滇西抗战以来，他竭尽所能排挤中央军，甚至在1945年冒充土匪抢劫美国军械，惹得老蒋屡次斥其跋扈。
当然，中央势力渗入云南，龙云挡不住，当龙云发现自己挡不住之后，他果断放弃了拥蒋派的假面——他不再对老蒋曲意奉承，对各派反蒋势力，他开始有意识地维护和接触，他不再排斥中共，不去镇压反蒋运动，甚至，他还在1944年年底秘密加入民盟。总之，龙云已经意识到自己在老蒋身边时日无多，他在给自己找后路。龙云的预感没有问题，事实上，即便龙云依然对老蒋百依百顺，在中央军入滇之后，他也会被毫无疑问地换马。对于老蒋其人，龙云虽谈不上知根知底，但也基本没看走眼。
滇西抗战有惊无险，僵持两年，日军未能突破怒江，其后，中方军队开始反攻，并在1945年1月20日全面收复滇西——抗战走向尾声的同时，龙云对云南的统治也在走向尾声。1945年8月15日，日本宣布无条件投降，卢汉奉命率军到越南受降，如此，云南空虚；9月30日，昆明防守司令杜聿明趁机发动兵变，10月2日，将昆明城内滇军尽数缴械，发动“驱龙事变”，尔后免去龙云本兼各职，并被挟往重庆，至此龙云丧失了对云南的控制。
龙云是地方派，他所作所想，不论是对日摇摆，还是此前对蒋顺从，抑或其后排斥中央，都只是为了保住云南王的位子。但是，老蒋的实力终究远甚龙云，在中央军找到由头入滇之后，龙云便最终防无可防，只是，龙云会束手待毙吗？
后路
龙云当然不会束手待毙，打从中央军入滇之日，龙云大概就想到会有如此结局，既然脸皮已经撕破，他也不怕破罐破摔。龙云被挟往重庆后，就决意鱼死网破，他秘密联络在渝滇将，要求他们抗拒去东北作战，保存实力，以图良机。当然，滇军不免还是去了东北，但是去东北的滇将却对老蒋抽了记耳光。1946年5月31日，辽宁海城的滇军第60军184师师长潘朔端宣布投诚——而这支部队就是抗战中坚守禹王山的滇军主力。窥一斑而见全豹，从中可见在龙云的嫡系将领对国民党中央政府的态度。
部众如此，龙云接着就倒霉了。老蒋自然不愿再让他回云南，国民党中央政府还都南京之后，龙云便欲返云南而不得。他被带到了南京，而监视力度，随着潘朔端起义，自然愈加强大。龙云在南京步履艰难，受到监视自不多言，甚至所提要求也被一一驳回——要求去杭州游览，老蒋不允；欲去上海送独生女出国留学，老蒋还是不允；1948年秋，国民党中央政府在大陆处境不利，老蒋甚至欲将龙云劫至台湾，所幸在美国人陈纳德的帮助下，龙云才脱离南京，乘船来到香港，并加入民革。龙云来到香港后虽不免还是遭到老蒋耳目的监视，但已经放开手脚，跟共产党的联络也不再躲躲藏藏，频度也高了许多。当然，龙云一如既往地对来自南京所谓共商国是的邀请加以拒绝，即便此时邀请他的同样是反蒋先锋——李宗仁。总之，龙云自从被老蒋撸去权位之后，便是吃了秤砣铁了心，要跟南京方面划清界限，准备加入统一战线了。
龙云被釜底抽薪之后，云南如今是谁的地盘呢？答案是卢汉。卢汉跟龙云是什么关系，即便他上赶着跟老蒋去套近乎，老蒋能信他吗？那他为什么接替龙云，当了云南省省主席呢？其实事情非常简单，龙云在云南待了18年，树大根深，贸然派个不相干的，想去云南当大哥，他当得下去吗？其实卢汉对老蒋玩这个政变也相当不愤，并将其称为“小偷式政变”。但是彼时他在越南受降，等到他回来得知其事，木已成舟——当然，他是恍然大悟了，此前可能还认为老蒋让他去受降是看得起他，给他面子，毕竟受降是件很风光的事，但回来之后，就只能想到一个词了，调虎离山。
卢汉回来后，云南代主席是李宗黄——一个亲蒋分子。原本呢，老蒋是想直接让李宗黄由副转正的，但是不久后发现行不通，因为李宗黄根本控制不了局面，尤其发生所谓“一二·一惨案”之后，李宗黄在云南各界就成了过街老鼠。我们知道，抗战时平津被占，一批高校如北大、清华、南开等迁往西南，成立了西南联合大学——昆明正是西南联大的校址。学生们爱干什么呢？无非是发发牢骚。李宗黄倒也不含糊，直接镇压，但是学生总是没错的。于是，李宗黄就成了舆论口诛笔伐的靶子，老蒋见状，也只能丢车保帅，将其解职完事。李宗黄被解了职，一时半会儿也找不到更好的人选替代，于是，卢汉这个原本要被放弃的龙云旧部就赶鸭子上架，当上了云南省省主席。
有龙云前例，卢汉知道自己这个位子想必也是坐不长的，说不好哪天老蒋找到了个更乖更服从、又能打理云南的，就把他给干下去了，于是，卢汉也在找后路。当然，卢汉不能明目张胆，得明修栈道暗度陈仓，老蒋让他出兵东北，他不能违逆，让曾泽生带60军和卢浚泉带93军组成第6军团，由孙渡带领去东北参战。孙渡对老蒋倒是忠心耿耿，老蒋念他忠诚，还在1948年任他为热河省省主席，以示嘉奖——当然，也就是个空衔。不过，孙渡居然为此感激涕零，着实为老蒋奋战到了最后一刻，直至1952年在昆明被捕。卢汉当然没那么傻，狡兔三窟，犯不着在老蒋这边吊死。
刚开始卢汉当然没想过要接近共产党，只是觉得得饶人处且饶人，犯不上为了老蒋跟共产党结下什么深仇大恨。早在抗战时期，共产党就已经在滇军内部搞渗透了，卢汉当时是方面长官，如果说他什么都不知道，那叫瞎掰，卢汉对共产党的活动就算谈不上门清，至少也是略有耳闻，但是卢汉什么都没做，听之任之。最典型的就是朱家璧一事，此公的族叔是朱旭——就是那个参与倒龙的四师长之一，1940年在抗日军政大学毕业后，去云南搞统战。卢汉当然知道朱家璧什么背景，就算有朱旭这层关系，他也犯不上为朱家璧行方便，最多不管他就成了，但是卢汉呢？他给朱家璧当保镖。朱家璧回云南之后，卢汉就安排他担任要职，从营长一直干到特务团团长，后来朱家璧之事泄露，老蒋让卢汉查办，卢汉支支吾吾，最后让朱家璧保外就医去了。朱家璧在云南翻云覆雨，到最后恨不能是个上台面的都知道他的身份，但是，在卢汉等人的掩护下，国民党特务愣是不敢拿朱家璧怎么样。卢汉办事办到这个份上，当然就不单单是为了跟朱旭的交情，事实上，卢汉是在有意识地跟共产党处好关系，以备不时之需。
不时之需总是有的，当前往东北的滇军全数瓦解——卢浚泉的93军在1948年被全歼，曾泽生率部投降，国民党在输完了三大战役风雨飘摇之后，卢汉就已经意识到国民党的时代可能要到头了，而他可能也将不得不改头换面。此时龙云已经在香港打起了拥共的大旗，并跟卢汉多方接洽，劝其投诚。卢汉见大局如此，便开始准备起来，打通跟中共地下党的联系；跟西康刘文辉、四川邓锡侯等联络，相约共同举事反蒋；略微开放昆明报禁，允许出现中共的文章，尤其是《正义报》刊登毛泽东的《论人民民主专政》；抵制中央军及桂系军队入滇，停止为国民党中央提供经济援助。总之，万事具备，只欠东风。
8月14日，龙云在香港正式跟国民党划清界限，宣布“云南起义”。一石激起千层浪，阎锡山、李宗仁纷纷拉拢卢汉，甚至李宗仁要派桂军入滇以示震慑。老蒋当时已在台湾，但要想留下一丝反攻大陆的火种，西南不容有失，便飞赴重庆，要求面见卢汉。卢汉犹豫再三，最终还是去了重庆，结果老蒋对他一改往日态度，表示支持卢汉主滇，拨款拨械，只是要他抓几个人，封几个报社，卢汉见此，也有些激动，便应允了。当然，卢汉的应允是阳奉阴违，到云南之后，他便暗示中共地下党转移，然而军统还是逮捕了数百名可疑人士，经过审判，或杀或囚，卢汉没有中毛人凤借刀杀人之计，以人数太多需要重审为由，拒绝签字。然后趁着李宗仁赴滇，卢汉要求对这些人从宽处理，李宗仁拉拢卢汉还来不及，哪会说个不字？于是，这些人就都被卢汉给放了。11月，中共进军大西南，贵州、重庆相继解放，卢汉见时机成熟，于12月9日晚宣布云南起义。
自此，滇系军阀作为民国一个重要的地方派系，彻底走向终结。