五大：“唤起民众共努力，失地定可眼见收”
在全国上下共赴国难的呼声中，国民党召开了第五次全国代表大会。阎锡山表示了对蒋介石的高度支持，与冯玉祥联袂入京。阎锡山作诗云：“为求国事乃飞京，愧言非堪入耳声。”冯、阎入京，媒体高调赞赏，如《国闻周报》的评论所言：“阎、冯本次出席，诚为国民党十七年（即1928年）以后未有之盛况。当此内忧外患交迫之际，各方党国要人，齐集首都，中枢政局，必有新开展也。”（《国闻周报》第12卷第43期，1935年11月4日）在会议上，阎锡山与唐生智、张学良、何应钦、朱培德等一起提交了一个相当完备的国防计划呈请会议核定。
五全大会之后，阎锡山返回山西，按照他的感受：“飞来飞去感不同，旋转国事愧无功。忍耐牺牲各有见，知彼知己意自同。”意味着国民党内对抗日等诸多事情已达到了一致意见，承认了蒋介石的领袖地位。阎锡山的这种感受与冯玉祥差不多。冯玉祥参加五全大会之后在日记中记到：“蒋先生所答之话，最为谦下，最为和平，最为诚恳，我极为满意，以为此次并未白来也。”针对这种现状，阎锡山对抗日的信心大增：“五十三岁始着裘，国病身衰两交愁；唤起民众共努力，失地定可眼见收。”阎锡山对蒋的支持，为此后的抗战打下了坚实的基础。
卢沟桥事变：“民困国难老益壮，抗战复兴须执戈”
1937年卢沟桥事变爆发时，阎锡山为我国尚未完成自强而心焦。当天，他写下了如下诗句：“已过九一八，今日卢沟桥；我未现代化，国中任敌娇。”事变之后，阎锡山很快投入到了全面抗战之中。为响应蒋介石的号召，阎锡山抱病飞往南京参加军事会议，共谋抗日大计。“病体未痊国难来，轻身为国理当该。扶病南行参国计，但求此去不空回。”
阎锡山对抗战取胜并无把握，如阎所记：“我骄奢淫逸消耗数十年，日本则励精图治积蓄数十年，我不得已而抗战，何能说有无把握。”（1937年8月6日）阎锡山也不认同国民党政府将战略中心由华北转移至江南，他认为，“敌人专意取华北，我则一心保江南。急其所缓缓其急，何异补疮把肉剜”。
当南京沦陷后，阎锡山服从于整个战局的需要，听从国民党最高当局的安排，“中枢有计挽畏惧，无须浅识与共谋”。此时国内主战与主和的声音此起彼伏，阎锡山的态度比较明确，“由来日日三过江，群策群力将难扛；国内无备外无援，只凭决心安家邦”。他在1938年3月19日日记里写下了这样一句话：“抗战到底，死而后已”。
在阎锡山的日记里，也描绘了抗战期间日军的诸多暴行。比如1938年4月17日写到日军的无人道甚至剥人皮的暴行：“焚烧奸杀无不施，敌人亦人忍何斯。手柔识字尽皆杀，为扭马缰剥人皮。”
对于抗战初期的军事失利，阎锡山认为，“指挥不统一，战事难展开。可惜好机会，诚恐不再来”（1938年5月3日）。指挥不统一与军事命令的反复修改，使得作战相当被动。阎锡山也反感依靠通过征壮丁补充兵员的方式，“强迫补充兵额是饮鸩止渴，补来之日即伏带枪逃亡之机，结果非特无兵，而且并枪亦无之”。
