1938年10月25日，武汉撤守，中日战争进入第二期阶段。11月下旬，蒋介石为因应武汉撤守后的局势，决定在湖南南岳召开军事会议，此即为第一次南岳军事会议。在会议中，蒋介石指出第二期作战之特质，应转守为攻、转败为胜，并训示游击战、政治战、宣传战之重要。至于第二期作战指导，采消耗战略，以持久作战为原则，陆续发动有限度之攻势，以牵制消耗敌人，策应敌后游击部队，扰袭敌人，发展总体战、全面战，扩大面之占领，使日军局促于点线；国军则抽调部队轮流整训，准备全面反攻。同时，会中也议决为拱卫战时行都重庆，将撤销军事委员会委员长重庆、广州、西安三行营，另设立天水行营及桂林行营，并由总参谋长程潜及副总参谋长白崇禧分别出任天水及桂林行营主任，以统一督导南北两战场之作战。桂林行营指挥第三、第四、第九三个战区，白崇禧部属程思远认为蒋介石任命白氏为桂林行营主任，“显然把半个中国交给他了，信任之专，一时无两”。此外，关于统辖两广战局的第四战区司令长官人选，则决定由与桂系关系良好的粤军名将张发奎出任。12月3日，白崇禧在桂林叠彩峰前旧师范大院任桂林行营主任，担负指挥东南半壁战局的重任；至于行营参谋长，则由军事委员会委员长侍从室第一处主任林蔚调任。 桂林行营成立后，由于所辖区域包含第三、第四、第九三个战区，很快就面临日军进击的压力。1939年3月及9月，桂林行营辖区爆发南昌会战及第一次长沙会战，白崇禧以职责所在，曾亲赴浙江、江西、湖南等地视察，指挥攻守事宜，尤以长沙会战对日军进行顽强抗击。白崇禧一向主张持久抗战（参谋本部亦赞同其想法，不主张坚守长沙），在第一次长沙会战爆发后曾派林蔚赴湘，严令第九战区代司令长官薛岳后撤守军以保存实力；及至日军逼近长沙，蒋介石乃命军事委员会政治部长兼第九战区司令长官陈诚同白崇禧星夜入湘，协助薛岳指挥战局。因薛岳坚信部队士气正盛，可以一战，与白崇禧看法不同，双方相持不下，陈诚乃居间调解，并报蒋介石请准反攻，给予深入之日军猛烈侧击，遂有所谓“第一次长沙大捷”。