为军长的第六十七军，参加长城抗战。
1934年春，张学良自欧回国，因在意大利期间受法西斯主义影响，高唱“拥护领袖”口号，接受蒋介石所委鄂豫皖“剿匪“副总司令职，调东北军南下“剿共”。吴克仁时任一一七师师长，率该师自北平清河镇进驻河南光山，对红二十五军作战。是年9月，红二十五军自鄂豫皖西撤，进入陕南，张学良奉蒋介石令，派王以哲率六十七军开赴陕南追击。中央红军到达陕北后，蒋介石改委张学良为西北“剿匪”副总司令，督率王以哲等部进攻陕北，在榆林桥、直罗镇两次战斗中被红军歼灭了近三个师之众。张学良既遭到红军的沉重打击，又在中**央抗日民族统一战线政策的争取下，认识逐步转变，终于在1936年4月在洛川与周恩来会谈，达成东北军与红军合作抗日的协定。此时吴克仁已升任六十七军副军长，随王以哲进驻延安，与参谋长赵镇藩共同协助王以哲执行张学良与红军达成的协定，负责对陕北红军输送弹药物资，保护红军人员来往的安全。东北军虽然是支军阀部队，但通过和红军的频繁接触，思想很快发生了变化，许多爱国军官和广大士兵强烈要求停止内战，打回老家去。吴克仁痛感祖国遭受日本帝国主义的欺凌为军人之耻，故1936年春即参加了张学良为首的东北爱国进步军官秘密组织“抗日同志会”。
西安事变爆发后，王以哲留西安协助张学良处理军政大计，吴克仁则率六十七军移驻陇东平凉地区，监视蒋军朱绍良部的行动。西安事变和平解决后，张学良亲自送蒋介石回到南京，被蒋扣留，东北军内部因此发生混乱，王以哲竟被孙铭九等少壮派所杀。六十七军官兵闻耗，极为愤激，纷纷要求进兵西安为王以哲报仇。吴克仁与王以哲友谊素笃，虽亦极悲痛，但为顾全大局，力予劝阻，使东北军避免了一场更大的自相残杀的灾难。
王以哲遇害后吴克仁经西安抗日联军总部委为六十七军军长。1937年2月，东北军被迫调离陕甘，东移苏北、皖北和豫东地区。六十七军军部移驻界首，各部分驻阜阳、涡阳、沈丘等地。所辖五个师经过整编，合并为一零七、一零八两个乙种师。
六十七军整编甫毕，即爆发了卢沟桥事变，吴克仁当即率全军将士请缨。7月13日，蒋介石在庐山发布动员令，东北军刘多荃、吴克仁两军皆在动员之列。吴克仁接到动员令后，即集结全军经商丘、徐州开赴沧州，接替自平津南撤的二十九军正面阵地。8月下旬，六十七军又奉命驰赴大城，接替二十九军王长海部，堵击独流出动的
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