從1938年11月到1939年12月，張自忠指揮所部接連在鄂北進行了幾次中小規模的戰役，殲敵不下4000人，其中尤以京山之役戰績最佳。國民政府主席簽發命令，授予張自忠寶鼎勳章一枚。1939年5月2日國民政府又頒布命令，為張自忠加授上將軍銜。
1939年5月，日寇岡村寧次調集4個師團、2個旅團及坦克、炮兵、工兵等特種部隊約12萬人兵分兩路大舉進犯鄂北的隨縣、棗陽地區。張自忠一麵命令正麵部隊死守，一麵火速派2個師迂回到敵後方，兩麵夾擊日軍。張自忠親自率騎兵第9師及總部手槍營渡過襄河向敵猛攻，攔腰截擊敵軍主力，在田家集大敗日軍，粉碎了日軍圍殲第33集團軍的企圖。隨後第5戰區左右兵團全線反攻，一舉收複棗陽、桐柏等地區，史稱“鄂北大捷”。
棗、宜會戰中國軍隊的炮兵陣地1939年12月，日軍又集中大量兵力向駐守長壽店地區的第33集團軍所屬第132師等部陣地進攻，雙方激戰7晝夜，132師陣地多次被突破。張自忠決定用奇兵打敵作戰中樞的戰法挫敗敵人，他調第132師的第359團另配1個營，令其於夜間繞道偷襲日軍設在鍾祥縣的總指揮部。
臨出發前，他鼓勵將士們說：“國家養兵就是為了打仗，打仗就會有傷亡。人總是要死的，多活20年少活20年轉眼就過去了。但死有重於泰山，有輕於鴻毛，為國家為民族而死就重於泰山，否則輕如鴻毛。”
在張自忠的激勵下，奇襲部隊當晚潛行30裏路，一舉端掉日軍總指揮部。正麵進攻的日軍驚聞老巢被端，大為恐慌。張自忠指揮部隊趁勢猛烈反攻，打得日軍狂退60裏，大獲全勝。此次會戰中國軍隊共殲敵1萬餘人，其中張自忠右翼兵團殲敵4500餘人，繳獲軍馬74匹及大批軍用物資，此役史稱“襄東大捷”。
幾役之後，張自忠受到軍民的尊敬，老百姓美稱他為“活關公”。一首題為《頌張自忠》的詩這樣寫道：
“軍稱模範久馳名，誓與倭奴苦戰爭。
深夜出兵來殺賊，刀光閃爍氣崢嶸。”