次年，他又向蒋介石提出成立宪兵司令部，充实宪兵教练所，扩建宪兵部队的建议．蒋介石很快批准了他的方案，蒋派谷正伦兼任宪兵司令。1939年任鄂湘川黔绥靖主任兼第六战区副司令长官。任中清查户口，建全保甲，巩固抗战后方。1940年，调任甘肃省主席兼保安司令。
1946年年底，蒋介石为了适应发动全面内战的需要，又将谷正伦调任南京国民政府粮食部部长。
1948年谷正伦转任贵州省政府主席。刘继兴考证，谷正伦在贵州省政府主席任期内，主持发行了问世最晚、流通时间最短的贵州省造的甲秀楼银元。该币设计新颖别致、铸工甚为精湛，正面中央为贵阳有名的甲秀楼风景图，上环为“中华民国三十八年”字样，下环为“贵州省造”字样，在楼柱的右侧下特别铸了一个很小的“谷”字，该字很隐蔽，只有仔细察看才能发现；此“谷”字是谷正伦费尽心机策划的，目的是要显耀一下自己的家姓，以传播黔中内外甚至整个中华大地，这种银元存世稀少，已成珍品，现在只有在一些大型的银币拍卖会上才偶有露面。
1949年年初，蒋介石获悉云南省主席卢汉有准备起义的迹象，即在重庆召见谷正伦，任命其为“川黔援滇军总司令”，要谷正伦率领罗广文的十六兵团和十九兵团去攻打卢汉。谷正伦接此重任，受宠若惊、回到贵阳，他便在甲秀楼摆了一桌丰盛的酒宴。酒到酣畅时他说“我这一生中有三件得意之事：一是我在中学毕业时考试成绩得了第一名；二是在南京雨花台打孙传芳、张宗昌时，我大显身手；再就是这次受委员长之命援滇。因为，历史上总是云南人打咱们贵州人（指辛亥革伞后云南军阀三次入黔），这次我非要好好地收拾一下他们不可。”但是由于卢汉巧妙应付，云南起义成功了，谷正伦攻滇之“宏愿”没有得逞。
