1938年畢業分發時,段昌義留校,任15期區隊長。15期生畢業後,段昌義請假下部隊。他加入
國民革命軍第18軍(
黃維軍團)在9戰區,都當過中級幹部,打過日本鬼子。
抗戰勝利,段昌義在18軍,擔任軍部副參謀長。
1948年10月,
淮海戰役,18軍被重兵包圍於
雙堆集,激戰28天,國軍彈盡糧絕,拚死突圍,傷亡甚大,段昌義也身負重傷,但仍能隨同部隊轉進戰場,可謂剛毅勇敢。段到後方軍醫院,醫師動手術從他身體內取出十多個碎彈片,誠可謂大難不死。傷愈後,段昌義調掌炮兵指揮官,升任少將,後來調任新兵訓練中心指揮官,做2任3年,甚有成績。
1968年元月調為顧問,65年屆滿限齡退役。