抗日戰爭期間
 抗日戰爭爆發后，楊成武作為“紅大”第一期學員提前畢業，奔赴抗日前線。楊成武擔任紅一師師長。中國工農紅軍編為國民革命軍第八路軍，楊成武任八路軍第115五師獨立團團長。他長期堅持在華北地區進行抗日斗爭。抗日戰爭后期，楊成武任晉察冀軍區第一軍分區司令員兼政治委員，冀中軍區司令員，率領部隊參加了抗擊日軍“五路合擊”和百團大戰。抗日戰爭結束后，楊成武率領冀中七、八、九分區的主力和六、十分區一部共11團，組成冀中縱隊，楊成武任司令員。

解放戰爭期間
解放戰爭開始時，楊成武任晉察冀軍區第三縱隊司令員。1947年5月，晉察冀野戰軍建立了新的領導機關，楊得志任野戰軍司令員，羅瑞卿任政委，楊成武任第二政委，他們率領野戰軍縱橫華北，艱苦轉戰，取得了許多振奮人心的勝利。

清風店戰役，一舉殲國民黨軍主力部隊1.4萬多人，連同北線打援共殲國民黨軍1.8萬多人，成為扭轉華北戰局的一個關鍵。為爾后的石家莊戰役鋪平了道路。石家莊戰役中，殲國民黨軍第三十二師、第三軍炮兵營、保安第九團、第十團、保警隊和還鄉團總計2.4萬多人。在歷時25天的張家口戰役中，楊成武所在兵團共殲滅敵人6.5萬多人，俘敵將級軍官13名，而自己傷亡僅2900多人，以小的代價，打了個大殲滅戰。此外，還率部參加了平綏戰役、保北戰役和正太戰役，參與指揮了青滄戰役等。

1948年11月，為了適應戰爭形勢發展的需要，華北主力部隊整編為3個兵團，楊成武擔任第三兵團司令員，后又擔任第二十兵團司令員。在華北解放的過程中，楊成武始終在前線指揮部隊作戰，率領部隊進軍綏遠，解放集寧、包頭后，回師參加平津戰役。太原戰役第二階段攻打太原城時，楊成武指揮部隊，采取先穿插、分割，爾后集中兵力殲敵的戰術，圓滿地完成了戰斗任務。

抗美援朝期間
 

中華人民共和國成立后，楊成武任華北軍區參謀長，兼天津警備區司令員、京津衛戍區副司令員、中共中央華北局委員。抗美援朝期間，楊成武任中國人民志愿軍第二十兵團司令員，入朝后的第一輪作戰是反擊聯合國軍試探性進攻和“特種混合支隊作戰試驗”。在月峰山戰役中，美軍在北漢江以西，連續3天發動了猛烈攻勢，二十兵團依托已建立的陣地進行防御，他們的防線始終沒有被敵人的坦克、飛機、大炮所突破，勝利地粉碎了敵人的全面進攻，第六十七軍3天共殲敵1.7萬多人，重創了侵朝美軍第七師，創造了朝鮮戰場月殲敵最高紀錄。楊成武曾榮獲兩枚朝鮮民主主義人民共和國授予的一級自由獨立勛章。