1915年商震任营长，随陆部赴陕西参与镇压“白朗起义”，后升任团长。陆部入陕，白朗被逐，陆建章取陕督自代。年末，国内纷纷举兵讨袁，胡景翼等酝酿起义。

1916年初举事成功，拥陈树藩为陕督，驱逐陆建章。商震时驻与山西一河之隔的绥德，因在陕难以立足，无奈之下，乃率本团大部人马，东渡黄河，投靠山西。

商震到山西时，正值袁世凯帝制而引起全国性的反袁风暴，阎锡山有望摆脱羁绊，重振旗鼓之际，因此，商震受到了欢迎和礼遇。原有一个团的建制原封未动，仍由商震任团长，另将杨爱源营补充了进去，以为充实，当然也有监视的成分。

商震亦不负阎锡山之厚望，出手不凡。事有凑巧，1917年的7月间，发生了轰动一时的张勋复辟事件。6月，袁世凯死后，阎锡山权衡利弊选择了拥护段祺瑞的立场。7月1日，复辟丑剧登台。

7月3日，段祺瑞在马厂誓师“讨逆”。7月5日，阎锡山即派商震率领所部由石家庄北上，参与“讨逆”军事。“讨逆”事关重大，商震部甫入晋军，就奉派出兵，明眼人一看就明白阎锡山意在考验，“是骡子是马，拉出去遛遛”。

商震无疑更清楚这一点，所以不敢有丝毫的含糊，接到命令便整装出发，一路北上。在各路大军的同力征讨下，张勋节节败退。7月8日，张勋所部大败于京城外围，张勋坚守城门不出。

7月12日，讨逆军下令总攻。商震被委为讨逆军西路第五纵队司令，奉命协作攻城。总攻发起后，各路军次第攻入城内，并乘胜肃清各据点。惟**等处尚有复辟军顽固抵抗，炮火甚烈。

商震赶到后，急调山炮实施攻击。在炽烈的炮火下，张勋残部不得不缴械投降，讨逆军取得最后的胜利。商震也因此给阎锡山交上了一份满意的答卷。

完成讨逆任务后，商震率部返省。8月，阎锡山收回旁落的军权之后，进行第一次扩军，将原有的第十二混成旅和由山西巡防营改编的警备队合并扩编为四个混成旅，每旅辖步兵两团，炮兵一营。商震以自己的实力赢得了阎锡山的赏识，升任第一混成旅旅长。

1917年9月间，湖南零陵镇守使刘建藩宣布独立，联合桂军，倒傅良佐（湘督）。段祺瑞电报阎锡山，命其出兵湖南，援傅作战。

阎锡山接到电报后，命令商震奉命率第一混成旅两个团，外加周玳一个炮兵营，随即开拔，兵发湖南。正当商震在湖面前线奋勇作战，不负重望之时，不料王汝贤、范国璋在长沙发表通电，主张停战撤兵，傅良佐逃走。商震部孤悬永丰，形势危急。在全局情况不明的情况下，商震率部撤出战斗，经湘乡，退入湘潭县城后，被湘军包围缴械。

商震出发时曾向阎锡山保证得胜回营，不料竟落了个“大将南征胆气豪，缴枪没有打收条”的下场，自觉“无颜见江东父老”；加上湖北督军王占元有意延揽，使商震举棋不定。原来在湘潭缴械后，商震以下各级军官被解武冈，羁押于基督教青年会中。所幸商震谙熟英语，求得一西方牧师相助，逃至汉口，着手收容旧部。

阎锡山知道这一消息后，再派副官长李德懋昼夜兼程，赶赴汉口，面见商震，婉言相劝。“精诚所至，金石为开”，受阎锡山一片诚意的感召，商震毅然排除杂念，返回太原。

商震见到阎锡山，面带愧色，主动请罪。阎锡山则不迭声地说：“胜败乃兵家之常”，极力抚慰，并设专宴，接风洗尘。

商震有感于阎锡山的知遇之恩，决心死心塌地地在晋军中效力；阎锡山以一个混成旅的代价，换回了一员得力战将。