刘湘拉拢黔军袁祖铭组成倒杨联军，杨森部的师长王缵绪也来了个临阵倒戈。刘湘把杨森的军队打得落花流水，“森威将军”作战失利，只得狼狈不堪地只身出川逃往汉口，任吴佩孚“十四省讨贼联军”川军第一路总指挥。1926年2月纠集旧部，再次杀回四川。刘湘被迫与杨森求和，双方在武汉签定了“丙寅公约”，规定归还原来杨森所属的兵权，同时由杨部和刘湘所属部队共同驱逐黔军。杨森回川后，袁祖铭自知无力和杨森争锋，率已部的滇军退入了云南，杨森的实力和地盘大为扩展，拥有六十多个团，七万多的部队，控制了下川东各县，再次成为川中一霸。
1926年10月23日，杨森接受国民政府任命的国民革命军第二十军军长兼川鄂边防总司令之职。
1937年全面抗战爆发后，率部徒步行军出川，编属于老虎将薛岳的第十九兵团，后来薛岳升任第九战区司令，其部即归属于第九战区。杨森在此期间浴血抗日，立下了多次战功，参加了淞沪会战，武汉会战，三次长沙会战长衡会战等多次战役。
杨森部刚出川赴上海参加淞沪抗战，全军在大场血战5昼夜，守住了阵地，直到韦云淞的31军和叶肇的66军接防。而所率川军18000余人，伤亡高达7000余人，杨森所属之部是淞沪会战中除装备德国武器的王牌师中央军88师、税警团直属队外最能打的部队，被评为淞沪战场最能打的5个师之一。
1938年1月，杨森任第27集团军总司令兼20军军长，杨森资历之老，连委座都不得不礼让三分。但也正因为杨森资历太老，委座一直有削去其兵权之意。在抗战中，杨森一边努力和日本人作战，所部立下了巨大的战功，有很多战绩连日本军史都有记述。但也捞了无数浮财，仅在重庆就藏了不可计数金银珠宝。杨森边打仗，边搜罗美女，明星、娼妓、学生，只要漂亮的，他都要。除了有名有姓正式迎娶的小老婆外，还有数不清的女人。杨森的爱好就是三样，一是权力，二是漂亮女人，三是钱财。
今天的会议气氛极为严肃，在会上，薛岳白崇禧连杨森说话的机会都没给。杨森是官场老混子，他自然清楚背后是委座的意图。把他的三个军划归张昊指挥，明里是为了协调战事，暗里有削他兵权之意。重点是他的起家队伍20军，和他的战斗力最强队伍26军，26军现在暂归王陵基指挥，这没问题，仗一打完就会还给他。王陵基和杨森都是川军将领，两人自然会暗中结成同盟。杨森和王陵基孙震都有过交往，与重庆的邓锡候关系非常