1936年1月25日,毛泽东、彭德怀等向包括董英斌在内德东北军高级将领发出了《红军为愿意同东北军联合抗日致东北军全体将士书》,同年2月,董英斌被任命为西南地区副总指挥。同年7月,董英斌加入了由张学良建立德“抗日同志会”。当年秋,张学良任命董英斌为长安军官训练团第3期教育长。不久,张学良调董英斌任东北军总部中将高级参谋。
1936年12月12日,西安事变爆发,张学良、杨虎城两将军通电全国,提出停止内战,团结抗日的八项主张。董英斌全力支持这一壮举,是张、杨通电的主要联署人之一。12月14日,西北“剿匪”总司令部撤消,成立抗日联军临时西北军事委员会,公推张学良为主任委员、杨虎城将军为副主任委员,任命董英斌为参谋长。由于张学良公务繁忙,东北军的日常工作,实际由董英斌负责。董英斌还参加了以何柱国为主任的由张杨双方军事将领和亲信幕僚组成的参谋团,以研究面临的重大军事问题。1936年12月25日,张学良将军送蒋介石飞返南京。董英斌遵照张学良登机前留下的东北军一切事务由于学忠负责处理的手谕,派飞机到兰州把于学忠接到西安。张学良在南京被扣,东北军内部矛盾加剧,在如何营救张学良的问题上发生了严重的分歧。董英斌坚决执行张学良将军被扣后对东北军将领的指示,以参谋长身份周旋于各派之间,力图支撑危局。1937年1月5日,董英斌随杨虎城、于学忠等人发出通电,抗议南京政府扣押张学良、挑动新的内战,并发出警告。
“二·二”事件以后,东北军内部的团结已难维持。1937年6月初,董英斌参加了在开封举行的东北军整编会议。所谓整编就是对东北军强制缩编,整编后董英斌没有担任职务,他离开部队后,与家属暂居北平。
1937年“七·七”事变发生,董英斌匆匆与家人告别去南京。蒋介石委任他为高级参议。
1938年董英斌在武汉入陆军大学特别班第4期。毕业后,他被任命为国民党洛阳第一战区参谋长。1944年冬,应李宗仁邀请,董英斌任第十战区参谋长。
抗战胜利后,熊式辉任命董为参谋长。后又随杜聿明军队到东北。