1937年(nian)7月,抗日戰(zhan)爭爆發。是年(nian)冬(dong),彭升(sheng)任(ren)五(wu)五(wu)七(qi)團上校團長,率(lv)部開赴抗日前線。翌年(nian)先后(hou)(hou)參(can)加臺兒莊(zhuang)戰(zhan)役和武漢保衛戰(zhan),立戰(zhan)功。1938年(nian)秋(qiu),升(sheng)任(ren)九(jiu)十三師二七(qi)九(jiu)旅少(shao)將(jiang)(jiang)旅長,率(lv)部與日軍(jun)血(xue)戰(zhan)多次,所部損失(shi)慘重,奉(feng)調(diao)撤(che)回湖南衡(heng)山整(zheng)補。后(hou)(hou)升(sheng)任(ren)九(jiu)十三師少(shao)將(jiang)(jiang)副師長,兼政治部主任(ren)。1939年(nian)11月,參(can)加廣(guang)西(xi)昆(kun)侖關戰(zhan)役,以(yi)奇兵突襲(xi),擊(ji)潰高峰隘(ai)之日本侵(qin)略(lve)軍(jun),以(yi)尖兵包(bao)抄敵(di)后(hou)(hou),迫使日軍(jun)倉惶逃(tao)跑(pao),繳獲大批武器輜重。
1942年3月,奉命率(lv)部隨中國遠征(zheng)(zheng)軍(jun)(jun)(jun)赴緬(mian)旬與英(ying)國軍(jun)(jun)(jun)隊(dui)協同對日作戰(zhan)(zhan)。在雷(lei)高、萊(lai)列姆及景棟(dong)等地(di),殲敵(di)千余(yu)人(ren),繳(jiao)獲大批軍(jun)(jun)(jun)械(xie)馬匹。翌年春,參加泰(tai)日聯(lian)軍(jun)(jun)(jun)的泰(tai)軍(jun)(jun)(jun)派員乞和,彭佐(zuo)熙率(lv)代表團與之談判,迫使泰(tai)方妥(tuo)協,同意每(mei)星期一將日軍(jun)(jun)(jun)行動、駐地(di)和兵員情況繪圖提供九十三師(shi)師(shi)部。遠征(zheng)(zheng)軍(jun)(jun)(jun)總(zong)部據此情報(bao),出動空(kong)軍(jun)(jun)(jun)轟炸,重創侵緬(mian)日軍(jun)(jun)(jun)。1945年初夏(xia),彭升(sheng)任九十三師(shi)師(shi)長,隨即奉令率(lv)部回云南(nan)戍守邊疆。9月,抗戰(zhan)(zhan)勝利,率(lv)部入老(lao)撾(zhua)接受日本投降。
1986年(nian)1月12日,因(yin)病在臺灣去世(shi)。享年(nian)86歲。