不久，翁文灝便來看蔣廷黻，一方麵翁是出於公務，傳達蔣介石的意思，希望他能接受任命，出任斯職；然而，作為私交好友，翁另一方麵又警告蔣廷黻，“那是個費力不討好的工作”，勸他再花點時間考慮考慮。
可是，蔣廷黻不僅是頭“瓷器店中的猛牛”，也是一頭“隻顧埋頭幹活的老黃牛”，任勞任怨，從不畏首畏尾，對他而言，首要的是國家命運，而絕非個人前途。很快，他便整理行裝，北上赴任，人生中第一次開始擔當“張騫”的角色。
再進中樞
這一去就是整整一年零四個月，待到1938年他回到中樞，重新出掌政務處長，依然我行我素。包括老好人翁文灝在內，經常會遭到蔣廷黻的責難。朋友們隻能連連搖頭：“廷黻的湖南脾氣又發作了！”然而等待蔣廷黻的，是一次又一次的失望。
蔣廷黻發現一般人普遍抱怨征兵。經過調查，蔣認為現行的征兵製度存在極大的弊端，雖然鄉村損失了100名生產者，但是平均能到前線的士兵最多隻有25名，大部分人都利用機會從營房或行軍途中逃亡。然而當蔣廷黻去詢問負責兵役的主管時，得到的解釋卻是另一番粉飾太平的說法。於是回到重慶後，蔣主張把征兵的數目減少一半，將薪餉增加一倍，以加強軍隊戰鬥力。然而他的一片苦心從軍政部長何應欽那裏換來的答複卻是：“蔣廷黻神經不正常！”
薛嶽在湖南任省主席的時候，時常慫恿部下在省內大肆搜刮，挪用公款。蔣廷黻在湖南省考察報告中，曾指出省府用於公共衛生方麵的錢還不到預算的百分之一。薛嶽立即拍電報予以還擊，譴責蔣廷黻歪曲事實。聲言自己已在七月份增加了25萬元的公共衛生經費，證明自己對人民福利的重視。蔣廷黻向蔣介石說明實情：自己提交的報告是根據五月份的情況編擬的，即使薛嶽增撥款項，其數目對於湖南百姓的保健而言，仍是杯水車薪，無濟於事的。蔣介石卻出於息事寧人的打算，笑著對蔣廷黻說：“你該知道，你們的報告正在發生效果中。”
珍珠港事件後，翁文灝請求特別撥款7000萬元在重慶建設一座新煉鋼廠，蔣廷黻表示讚成。為了確定計劃的可行性，蔣廷黻特意拜訪俞大維將軍，經過俞的解釋，才明白由於工人和燃料所限，實無再開設新廠的必要。於是在行政院辯論此提案時，蔣廷黻主張放棄該計劃。然而，財政部長孔祥熙卻要充當和事佬，采用中國傳統社會裏那套慣用手法，先對翁文灝的忠於職守大加讚賞，接著又說明財政部的困難。然後，轉過來又誇了蔣廷黻幾句，如同拉架勸和一般。最後孔做出一個幾乎令蔣廷黻氣炸肺的決定：“因為你們一方要撥七千萬，另一方認為一分錢都不能撥，我不偏袒你們任何一方。我決定撥四千萬。”