1933年，海南文昌的叶佩高凭借与黄维的同学关系，被举荐到第十一师担任少将参谋长。在这个派系林立的部队里，他凭借从云南讲武堂和黄埔军校学到的本领，逐渐进入了陈诚“土木系”的核心圈。到了1936年，陈诚、罗卓英等一众高级将领亲自出席叶佩高的婚礼，这一举动足以证明他已被视为自家人。 1937年8月的淞沪会战成了叶佩高军事生涯的重要转折点。他从师参谋长升任为第三十三旅旅长，任务是夺回战略要地罗店。尽管罗店被双方称为“绞肉机战场”，但叶佩高还是率部四次冲入该地。尤其是在友军撤退后，他们孤军奋战并夺回了罗店三分之二的区域。 靠着实打实的战功，1939年蒋介石亲自任命叶佩高为第十一师中将师长。然而好景不长，到了1940年4月他不得不离任。虽然功劳显赫，但出身问题让他难以在嫡系队伍中立足。黄埔四期的身份以及早年的区队长经历，使他显得像个“教书先生”而非纯粹的“黄埔嫡系”。 第十一师的内部斗争与陈诚当年赶走曹万顺如出一辙。胡琏在第十一师排挤师长已非新鲜事。面对两难选择，陈诚还是把叶佩高调离了这个让他倾注心血的部队。 与那些投机取巧的官员不同，叶佩高是个纯粹的军人。在滇西反攻时他亲率部队冲锋在前，“有时只好强行把他拉回安全地带”。在腾冲战役中他又一次冲在前面并荣获“虎旗”。 特别难得的是在战火纷飞之际，他不忘在腾冲创办大同职业学校。抗战胜利后他回到家乡海南文昌，并作为胜利方代表见证了日军的投降仪式。 叶佩高对敌人的抵抗堪称顽强，陶达纲曾说：“咱们和日军装备差距太大，不少部队跟日军交战一天就败下阵来，有的仅仅坚持了3个小时，然而11师在罗店那个残酷的战场，却始终顽强抵抗。” 离开第十一师后，他先后担任五十四军参谋长和第一九八师师长等要职。在滇西反攻中他还被称为“中国远征军中首位跨越怒江的中国将军”。