1940年春，日軍狂言“膺懲傅作義”，從平綏、同蒲沿線抽調(diào)三萬余人，汽車千余輛，由黑田重德師團(tuán)長指揮，向綏西河套地區(qū)瘋狂進(jìn)犯。2月3日，侵占五原。傅作義又趁敵主力東撤后，于3月20日夜率部對盤踞五原之?dāng)嘲l(fā)起猛攻，血戰(zhàn)兩晝夜，收復(fù)五原。

此役擊斃水川一夫中將，大橋少佐等日軍300余，全殲以桑原為首的特務(wù)機(jī)關(guān)，俘淺治慶太郎等50余人，殲滅王英偽軍兩個師，獲戰(zhàn)利品甚多。血戰(zhàn)中，傅部也遭到重大犧牲，有的連剩下不到10人，營、連、排長傷亡過半。至此，連續(xù)150余天的奇襲包頭、會戰(zhàn)綏西、收復(fù)五原三戰(zhàn)役，以五原大捷告終。五原大捷創(chuàng)國民黨戰(zhàn)區(qū)收復(fù)失地之先例。各黨派團(tuán)體紛紛發(fā)電祝賀，各大報刊發(fā)表文章，交相稱贊。

1940年4月5日，國民政府軍事委員會致電傅作義嘉勉并為請勛。4月17日，國民政府繼蔣介石之后，將第二枚最高榮譽(yù)獎?wù)隆皣鈩渍隆笔谟韪?。但傅作義認(rèn)為，“五原大捷，乃所部全體官兵艱苦抗戰(zhàn)，奮勇抗戰(zhàn)的功績，個人不應(yīng)領(lǐng)此勛獎”，而加以拒絕。

主政綏遠(yuǎn)

1940年4月，傅作義患傷寒病赴重慶醫(yī)治。7月返回陜壩，為實現(xiàn)“政治民主、經(jīng)濟(jì)平等、言論自由”，著手對綏省政治、經(jīng)濟(jì)進(jìn)行若干改革。

傅作義自1931年接任綏遠(yuǎn)省主席后，便向國民黨三屆四中全會提出“移民、實邊、發(fā)展生產(chǎn)、鞏固國防”案，并勵精圖治，整軍經(jīng)武，消解匪患，整頓稅收、金融，疏浚河渠，發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。1935年4月被南京國民政府授予二級陸軍上將。至1937年，七七抗戰(zhàn)時，綏遠(yuǎn)省社會基本安定，經(jīng)濟(jì)有一定程度的恢復(fù)，財政稅收增加，庫存現(xiàn)金84萬元，白銀210萬兩，部隊的裝備和給養(yǎng)也有了改善，為綏遠(yuǎn)抗戰(zhàn)準(zhǔn)備了條件。