台儿庄大战期间池峰城、孙连仲、田镇南将军合影(从左至右)
1943年2月,孙连仲任第六战区上将副司令长官,组织指挥鄂西会战,战胜日军横山勇部。1944年1月,被任命为第六战区司令长官,1945年5月,被选为国民党六届中央监察委员,6月转任第十一战区司令长官,并任河北省主席。10月10日他在故宫太和殿主持华北日军受降仪式。
抗战胜利后,孙连仲主持华北军政,在保定绥靖公署主任,北平行辕副主任,追随蒋介石打内仗一再受挫。1947年1月石家庄解放后,孙连仲提出辞呈,10月初转任总统府参军长,1949年3月,调任“总统府战略顾问”,未几便携着眷飞往台湾。1959年1月担任国防部中央后备军人指导委员会委员,1960年3月,任国民党中央委员会纪律委员会委员,1963年11月起,连续被聘为国民党第九至十三届中央评议委员。1964年他赴美游历,1972年被聘为国民党中央委员会考核纪律委员会委员。
1990年8月14日,孙连仲因肝癌病逝于台北市中心诊所,享年97岁。