1938年武汉会战期间，他多次发表文章和演说，提出即使武汉、广州失陷，也没有什么可怕，中国抗战还将继续下去，而日本却背上了更加沉重的包袱。他在《日本人——一个外国人的研究》一文中，以他的多年观察和独特视角，对日本的政治、经济、军事、外交、社会、文化、大和魂、武士道、扩张野心等世人关心的问题，作了全面而独到的分析。他的结论是：“想象力很大的日本民族，”“要以有限的能力来满足无限的欲望”，必然是“自造国难”，是一场悲剧。他在这篇文章的最后，用一句话大声疾呼：“胜也罢，败也罢，就是不要同他讲和!”这句斩钉截铁的话，喊出了中华民族抗战到底、誓死不屈的气概!

1938年8-9月间，抗战即将转入一个新的战略阶段，蒋介石有意要蒋百里出任陆军大学校长，培训抗战高级军官。校长一职原来一直由蒋介石本人兼任，此时交由蒋百里担任，足见其对蒋百里的信任和倚重。蒋百里一再谦辞，最后蒋介石只好委他为代理校长，主持一切。不久武汉陷落，陆大向贵州迁移。这时他的身体已十分孱弱，在迁移途中还利用行军休息时间给学员讲课。11月4日行至广西宜山县时，他的心脏病突发。一代英才，竟早逝而去，享年57岁，未能见到他所预料的“东西战争合流”，中国必胜、日本必败的结局。