西安事变和平解决后，蒋介石来到洛阳，刘峙兴冲冲地举着旗子去欢迎，蒋训斥说：“把旗子放下，不准喊口号。”原来，蒋已经从宋美龄、戴笠口中得知刘峙在事变期间的表现，非常不满。 1936年12月12日西安事变爆发时，刘峙正在江苏的赣榆检阅部队，闻变后迅速率部返回徐州，随即接到军政部长何应钦的电话：“速回开封集结部队，准备西进。” 刘峙接令后，当即急电驻陕县第71军军长樊崧甫，令其迅即占领潼关，监视张学良的东北军和杨虎城的十七路军，阻止其东进。又给洛阳警备司令祝绍周发去电报，让马上将驻洛阳的原东北军重炮旅缴械，并密令驻豫皖苏各部队，严密戒备，整装待发。 接着，刘峙在开封绥靖公署的会议上宣布了事变消息，刘峙声泪俱下，表示要武力讨伐。 12月14日，刘峙派飞机前往陕西散发“传单”，并致电张学良，让释放蒋介石。此时的南京国民政府，陷入一片群龙无首的混乱之中，各派力量迅速分化组合，围绕着如何解救蒋介石、如何对待张杨的问题分为两派，一派是以何应钦为首的主战派，一派是以宋美龄、孔祥熙为首的主和派。 两派激烈争论，为此，何应钦当面顶撞了宋美龄，他说：“应当立即对张、杨进行讨伐。” 宋美龄则针锋相对，予以回击：“动用武力，必然会危及委员长性命！你这样做用意何在？” 何应钦脸色骤变，随即冷言相向：“妇道人家，只知道救丈夫。” 宋美龄则回敬说：“我决非朝夕挂念丈夫安全之妇人！委员长的安全至关重要，一旦发动大规模战争，你有什么把握控制局面，两广、云南、湖南、四川、山东、山西、河北、察哈尔、绥远、宁夏等各地军政要员，都在相机而动，他们岂会听从你的调遣？到时都趁火打劫，趁势扩张，我问你怎么收场？” 宋美龄的话不无道理。但何应钦不会改变其主战立场，他心中的如意算盘是：如在讨伐中殃及蒋介石，致其性命于不保，他便可顺理成章地取而代之。 16日，在军政部长何应钦的主导下，国民政府下达了讨伐令。17日，何应钦就任所谓的“讨逆”军总司令，同时发表刘峙、顾祝同为东、西路军司令，这时，7个师的先头兵力已集结潼关前线，大批飞机集中于洛阳，只待一声令下，就马上向西安展开全面进攻。刘峙接令后，即任命徐庭瑶为东路集团军前敌总指挥，进驻潼关，指挥洛阳以西各部队，兵分六路，进逼西安。这时，蒋军和东北军、十七路军在前方发生小规模冲突。 期间，宋美龄曾对刘峙说：“请你下令洛阳的飞机停止轰炸西安，要注意委员长的安全。” 刘峙对武力讨伐张、杨热情高涨，估计是认为蒋介石不可能回来了，所以一向对宋美龄态度很好的他，这次便显得惊人的强硬，居然顶撞说：“我不能违抗何部长的命令。” 然而刘峙错估了形势，17日当天何应钦收到蒋介石的亲笔书信，令他暂停轰炸三日，到20日为限，何应钦不敢不从。 20日上午，宋子文抵达西安斡旋，和平解决端倪渐显。刘峙这时意识到自己的处境，遂改变态度，却为时已晚。 12月25日，西安事变和平解决后，蒋介石、宋美龄乘专机飞抵洛阳。刘峙慌忙带着高级军官在机场列队迎接，洛阳军分校主任祝绍周也带着三队学生到机场欢迎，并挥舞着“欢迎委员长胜利归来”等字样的小旗。 蒋介石下飞机后看到这些标语，立即对刘峙说：“把旗子卸下，不准喊口号，汉卿马上就到，要安排和我同住一起。” 第二天，蒋介石一行人飞返南京。至此，西安事变和平解决。由于刘峙在西安事变中紧跟何应钦，引起蒋的猜忌，从此失去信任。 1937年7月卢沟桥事变爆发后，刘峙被任命为第一战区第2集团军总司令，从开封进驻保定，防守平汉路沿线，同时防守这一地区的还有：卫立煌的第14集团军，商震的第20集团军，万福麟的第53军等。 9月，日军从固安偷渡永定河，以飞机、大炮猛攻右翼万福麟部阵地，只用了一天时间，就将万福麟部打垮，渡过琉璃河，并向涿州节节逼近，企图包围涿州以北的国军，态势对国军十分不利。 在这种情况下，刘峙下令将涿州部队撤出，不战而退，至此，刘峙部防守的固安、琉璃河、涿州相继陷落。 刘峙并无和日军决战的勇气，9月24日在保定失陷后，面对大举进攻的日军，刘峙在惊慌失措中，率总部官兵沿平汉线向西南一路奔逃。刘峙一口气逃到了石家庄，接令将兵权移交商震、黄绍竑后，灰溜溜地回到了开封。此时，石家庄、邢台、邯郸、安阳等重地相继陷落。 在一系列战斗中，刘峙从固安、琉璃河、涿州、保定一直败退到黄河北岸，一道道防线，或一触即溃，或不战而退，或战而败退，刘峙的名声因此一落千丈，被时人讥为“长腿将军”。 刘峙对此次战败，自然痛心疾首，但对他人议论却毫不在意，他以“胜负乃兵家常事”和“平生第一次打败仗”聊以自慰。 对刘峙极其失望的蒋介石，在1939年将其调动大后方，担任重庆卫戍总司令，远离战场。刘峙也有自知之明，对这个任命是欣然接受，至此，直到1945年2月接替李宗仁担任第五战区司令长官之前，刘峙再未出现在抗战前线中。
