1922年6月羅卓英畢業回到廣州,先後在大埔中學任教務主任,在湖山官學任校長,並倡辦湖山中學。1923年,羅卓英曾受鄒魯推薦,任湖梅軍少校參謀,但旋即辭職。1925年,東征軍回師廣州,進行大改編,羅卓英才正式參軍,並參加了討伐劉、楊之役。第二次東征時,任第1師炮兵連連長,在惠州攻城戰中指揮炮兵準確地摧毀城樓,打開缺口,使持續兩天、屢攻不下的惠州城得以迅速攻破,立了戰功。隨後率部隊由河婆入揭陽、黃崗,升炮兵副營長,參加了1926年10月殲滅孫傳芳、周蔭人部的戰役。接著隨軍由閩、浙入蘇。
1927年,陳誠升任第21師師長,羅卓英即歸其麾下,任師參謀處長、參謀長。1928年春,陳誠任陸海空總司令部警衛司令,羅被委任浙江警備師上校團長,但不久即爲何應欽裁撤。是年秋,蔣介石成立陸軍第11師,任命陳誠爲副師長,羅隨之任參謀長。1929年春,陳誠升師長,羅卓英被任命爲第33旅旅長,旋即升副師長。
1930年5月,中原大戰爆發後,第11師經徐州、碭山、杞縣進擊,與馮玉祥部激戰於歸德。7月奉令與蔡廷鍇部共解曲阜之圍,大敗閻錫山的軍隊,並乘勝追擊,佔領了濟南、鄭州。陳誠升任第18軍軍長兼第14師師長,羅卓英也升任第11師師長。 羅卓英帶兵很注重抓緊時間進行休整、訓練,並對官兵灌輸忠於蔣介石和陳誠的思想。
1931年5月,第11師與第14師作爲“圍剿”紅軍的主力,從撫州、南城進犯中央蘇區,企圖找紅軍主力決戰,卻被紅軍聲東擊西的戰術,弄得在黎川、南豐、廣昌、寧都一帶疲於奔命,士氣低落。在進攻中央蘇區的同時,羅卓英秉承陳誠的意旨,乘機吞併雜牌軍。羅卓英因“整軍經武,屢建殊勳”,提升爲第18軍副軍長。此後,陳誠升第三路總指揮兼18軍軍長,羅卓英則代陳誠指揮該軍。
1933年2月,蔣介石發動對中央蘇區的第四次“圍剿”,羅卓英部作爲第一縱隊出宜黃,擬先攻樂安再犯廣昌。由於第18軍下轄師太多,爲指揮方便,陳誠請准蔣介石,臨時決定成立第5軍,升羅爲軍長,下轄第52、59師。2月28日至3月1日,第52師在行進中被紅軍圍殲,師長李明受傷自殺。第59師企圖增援,途中又被紅軍包圍全殲,師長陳時驥被生俘。這樣,第5軍尚未正式成立便全軍覆滅。第四次“圍剿”失敗後,羅卓英仍回18軍任副軍長,代行陳誠的軍長職權,有時陳誠的第三路軍總指揮部和18軍部駐在一起,連總指揮的權亦由羅代爲執行。1935年,羅卓英晉銜陸軍中將。
1936年,第18軍駐粵漢鐵路南段。8月4日,蔣介石頒佈平定桂軍戰鬥序列,羅卓英被任爲前敵總指揮,率軍南下,陳兵西江,迫桂軍就範。8月11日,蔣介石到廣州設行營,任命羅卓英爲行營辦公廳廳長兼代參謀長、粵漢鐵路警備司令。次年,任國民黨廣東省党部特派員。
1937年7月7日,日本發動全面侵華戰爭。8月11日,羅卓英率第18軍的11、14、67、98四個師馳援上海的抗日部隊。8月15日,羅部第98師趕到上海,其餘各師亦陸續趕到,編入左翼軍序列,參加寶山、羅店、瀏河一帶的防守。8月23日淩晨,日軍在小川沙、獅子林、炮臺灣等地同時登陸,向寶山、羅店、瀏河猛烈進犯,其中又以羅店、嘉定方向作爲重點,企圖切斷京滬線,包圍上海的國民黨野戰部隊;8月25日,日軍又從吳淞鎮、蘊藻浜、張華浜開始登陸,重點仍是指向羅店。由於該地瀕臨長江口,離大場、閘北不遠,日艦的炮火可以直接命中陸上的目標,又有制空權,便於海陸空協同作戰。日軍集中重兵,對這一帶猛攻,其中羅店爭奪戰最爲激烈。羅軍全部到達上海時,羅店已經失陷。羅卓英即令第11師將其奪回,其後一個多月裏,羅指揮部隊與日軍反復爭奪羅店、瀏河一帶。白天,日軍在飛機、坦克、大炮的配合下奪取陣地;夜晚,羅部將陣地奪回,戰鬥非常艱苦和激烈,官兵傷亡慘重。
在這次戰役中,羅卓英先後升爲第16軍團長、第15集團軍總司令,不久改歸第19集團軍(總司令陳誠,由薛岳代),羅爲副司令。9月6日,羅部奉命負責防守金家宅、羅店西南、南北的周宅、曹莊至朝王廟、雙龍墩、沈家橋、瀏河等地,與日軍開展陣地戰,大量殲滅日軍,從而打破了敵人企圖打通長江右岸,包圍上海的計劃。11月5日,日軍從設防空虛的曹涇鎮、金絲娘橋一帶登陸,攻陷松江,上海防線動搖,守軍不得不全線撤退。13日,羅部向吳縣、福山一線轉移。15日,與日軍激戰於常熟、福山、興隆橋,擊沈日艦四艘。19日,向錫(無錫)、澄(江陰)線撤退。此時正值冬寒,陰雨連綿,道路泥濘,士氣低落。第19集團軍退到江蘇、浙江、安徽交界處,開始了遊擊戰時期。
11月19日,羅卓英被任命爲南京衛戍副司令長官,協助唐生智守衛南京。月底,南京即告失守,羅重回蘇、皖、浙邊區,接替薛嶽爲第19集團軍總司令,歸第三戰區司令長官顧祝同指揮。
1938年6月至8月,羅部在彭湖戰場上與日軍激鬥,於流澌橋一帶殲滅了大批敵軍,並多次挫敗日軍在湖口一帶的登陸企圖。9月12日,羅卓英代替陳誠,任武漢衛戍總司令之職。10月25日,武漢淪陷後,羅的第19集團軍歸第九戰區司令長官陳誠(薛岳代)指揮,參加南昌會戰,羅卓英任戰區前敵總司令,負責直接指揮。 1939年3月,日軍岡村寧次率四個師團的兵力進攻南昌,3月24日陷吳城鎮,並強渡修水,與羅部激戰于萬家埠、安義一帶。27日,奉新、南昌相繼淪陷。羅卓英下令各部避開敵鋒,逐漸建立起修水以南,贛江以北的抗日根據地,與日軍第101、106師團對峙。
4月下旬,羅負責全面部署並指揮本集團、上官雲相集團及高蔭槐集團的一部,對南昌之日軍反攻,試圖奪回該市。21日晚,羅統率三軍,以分兵合擊之勢對南昌進擊,由於未能切斷南潯鐵路,使日軍得以增援,加之在反攻南昌的關鍵時刻,遭日軍反擊的第79師師長段朗如違令畏縮,至誤良機,使第一次反攻只得暫停。5月1日再次反攻時,日軍借助其空炮火力支援,頑強扼守南昌週邊陣地,並進行反擊,羅部傷亡十分嚴重,無力攻堅。5月9日,全線停止反攻。反攻南昌城後,羅卓英集團放棄了對城市的爭奪戰,改爲消耗敵人有生力量爲主的遊擊戰。此後羅指揮第19集團參加了1939年9月第一次長沙會戰、1939年冬季掃蕩戰、1940年夏季配合第五戰區的掃蕩戰,殲滅了大批敵軍有生力量。
1940年2月,羅升第九戰區副司令長官,仍兼19集團軍總司令。汪精衛投敵叛國後,他與薛岳、王陵基、楊森等聯名通電討汪。
日軍進攻長沙受挫之後,深感必須首先消滅或趕走贛江、撫河流域一帶的國民黨野戰軍,掃清障礙,才能直搗長沙右側,打通粵漢鐵路,便於1941年3月發動了鄱陽湖掃蕩戰。由日寇33、34師團、池田混成旅團,及遠藤少將指揮的第三飛行團組成的掃蕩部隊,共出動了4萬餘人,飛機百餘架,坦克40餘輛,分三路合擊第19集團軍的指揮中心上高。羅卓英指揮劉多荃的第49軍、李覺的第79軍、王耀武的第74軍和趕來增援的72軍李良基師,共6萬餘人,採取兩翼牽制敵軍,使其不能形成合圍之勢,並大膽集中重兵,轉移外線,誘敵從中路深入,在上高一帶殲滅敵人的戰略。是役,敵34師團幾乎被全殲,該師團步兵指揮官宕永少將因重傷至斃。據當時戰報說,日軍斃傷24000餘人,被俘72人。羅卓英因此役而獲青天白日勳章。
12月中旬,羅卓英將該集團軍司令部由上高遷到瀏陽,指揮肖之楚第26軍、夏楚中第79軍及郭禮伯第194師,參加第三次長沙會戰。羅將此兩軍一師佈置于瀏陽、醴陵、株洲一帶,與王陵基集團相配合,對長沙近郊成百里側擊之勢。
1942年1月1日,來勢洶洶的日軍渡過瀏陽河,羅、王部靜伏不動,待敵進入長沙近郊,即全線出擊。羅令26軍出永安市,楊楓壩向槊梨市,79軍及194師出馬經營黃花市亦攻槊梨市,急速進軍,與楊森、王陵基集團密切配合,形成對敵包圍圈。經過四天血戰,挫敗日軍的攻勢。隨後,羅卓英任南方追擊軍總司令,率三軍窮追猛趕,追至桃林忠場一帶,與日軍對峙。與此同時,贛北之敵亦全線出動,進犯高安、修水地區,配合長沙作戰,羅卓英在瀏陽遙控指揮,粉碎了敵軍的牽制計劃。
1942年4月2日,國民黨最高軍事委員會任羅卓英爲遠征軍第一路司令長官,歸史迪威和英軍太平洋戰區司令指揮。4月5日,羅與蔣介石乘飛機到達臘戌與史迪威部署曼德勒會戰,打算將日軍引到該線的有利地帶殲滅。計劃定下後,正準備施行,但英軍決定撤往印度,已全部集中西線,原有防地均放棄。羅部接替防務,進行了皮尤河前哨戰、同古戰鬥和斯瓦逐次抵抗戰鬥,掩護了英軍的撤退。4月18日,因東西兩路告急,棠吉、瓦城動搖,史、羅只得放棄曼德勒會戰,退守瓦城,重新計劃瓦城會戰,準備在瓦城附近與日軍一決雌雄。但他們未重視把守通往臘戌的要道東枝等地,而是以守株待兔的方式等待日軍來攻瓦城。
然而,日軍卻不採取正面強攻的戰略,而是迂回出擊,派一部佯攻瓦城,一部襲擊東枝。佔領東枝後,得悉羅部集兵瓦城,便以機械化部隊急攻臘戌。當史、羅獲悉臘戌危急時,已赴援不及。28日,臘戌失陷。瓦城處於被包圍之中,史、羅這才如夢方醒。30日,急令各部向伊洛瓦底江後撤,急援莫八、密支那,試圖先固後方,再圖進取。可是一切已爲時太晚,日軍占臘戌後,繼續沿東線急進,5月3日,佔領中緬邊境重鎮畹町,飛兵莫八,全速搶佔密支那。5月8日,密支那失守。9日,騰沖亦淪敵手。至此,十萬入緬軍的歸路被切斷。5月1日,史、羅下令放棄瓦城,開始了悲慘的大撤退。全軍被迫丟掉車輛輜重,突破日軍封鎖線,進入人迹罕至的野人山,穿越原始森林,一部分於8月初回到滇西。羅卓英的長官司令部及新38師則經巴曼克、曼坎、荷馬林、泰南進入印度。入緬軍十萬人損失五萬餘,其中三分之二死於撤退途中。第200師師長戴安瀾因重傷得不到治療,而壯烈犧牲。
羅卓英進入印度後,於6月11日率參謀長楊業孔及官兵40余人到新德里,14日參加聯合國慶祝大會,23日返重慶述職。10月,與史迪威、魏菲爾等會談,決定將中國入印的第22、新38師在加爾各答西北設訓練基地,取消中國遠征軍第一路長官司令部,成立中國駐印度總指揮部,由史迪威和羅卓英分任正、副指揮。爲了保持中國軍隊的獨立性,另設副總指揮部,由羅節制。由於史迪威要求營以上的軍官由美國人擔任,因而與羅産生了矛盾。蔣介石不同意史迪威的要求,爲了解決糾紛,便以撤銷副總指揮部,調回羅卓英爲條件與史迪威妥協。是年冬,羅卓英離印返渝。
1943年5月,羅出任軍令部次長,不久即調軍事委員會桂林幹訓團教育長,“與駐華美軍合作,首用輪帶式教育法,訓練反攻部隊”。
1945年5月,羅卓英被選爲國民黨第六屆中央執行委員、國民大會代表;8月底被任命爲廣東省政府主席。羅卓英任廣東省政府主席之初,曾鼓吹爲鄉梓建設盡力,提出建設廣東的五大方針。1947年初又提出廣東建設的五年計劃。
同年8月底,陳誠接替熊式輝爲東北行轅主任。陳妄想創造奇迹,以挽救國民黨在東北的敗局,因而把羅卓英請到瀋陽,任行轅副主任之職。 羅卓英到東北後,協助陳誠整頓軍隊,裁並機關,控制金融等。然而,人民解放軍以摧枯拉朽之勢向國民黨軍隊反擊,從而打破了他們的幻想。1948年2月,陳誠在一片責駡聲中離職,羅也隨之南下,任東南軍政副長官,協助陳誠經營臺灣,改編整訓敗逃的國民黨軍隊。不久,長官公署撤銷,羅卓英改任“總統府戰略顧問”、“國防研究院副主任”等職。旋即自請退爲預備役養閑。
羅卓英熱心教育,曾先後在家鄉與鄉人倡辦虎山中學,在江西贛州創辦卓英學校、宜山小學。羅卓英是頗有文學修養的儒將。無論是從軍期間,還是在炮火弭漫,戰況緊張之際,也從不輟筆,曾著《呼江吸海樓詩集》二冊、《正氣歌注》一冊及《從政言論集》、《抗戰言論集》、《贛行吟草》等。
1961年11月6日,羅卓英因糖尿病在臺北去世,終年65歲。