不久，翁文灏便来看蒋廷黻，一方面翁是出于公务，传达蒋介石的意思，希望他能接受任命，出任斯职；然而，作为私交好友，翁另一方面又警告蒋廷黻，“那是个费力不讨好的工作”，劝他再花点时间考虑考虑。
可是，蒋廷黻不仅是头“瓷器店中的猛牛”，也是一头“只顾埋头干活的老黄牛”，任劳任怨，从不畏首畏尾，对他而言，首要的是国家命运，而绝非个人前途。很快，他便整理行装，北上赴任，人生中第一次开始担当“张骞”的角色。
再进中枢
这一去就是整整一年零四个月，待到1938年他回到中枢，重新出掌政务处长，依然我行我素。包括老好人翁文灏在内，经常会遭到蒋廷黻的责难。朋友们只能连连摇头：“廷黻的湖南脾气又发作了！”然而等待蒋廷黻的，是一次又一次的失望。
蒋廷黻发现一般人普遍抱怨征兵。经过调查，蒋认为现行的征兵制度存在极大的弊端，虽然乡村损失了100名生产者，但是平均能到前线的士兵最多只有25名，大部分人都利用机会从营房或行军途中逃亡。然而当蒋廷黻去询问负责兵役的主管时，得到的解释却是另一番粉饰太平的说法。于是回到重庆后，蒋主张把征兵的数目减少一半，将薪饷增加一倍，以加强军队战斗力。然而他的一片苦心从军政部长何应钦那里换来的答复却是：“蒋廷黻神经不正常！”
薛岳在湖南任省主席的时候，时常怂恿部下在省内大肆搜刮，挪用公款。蒋廷黻在湖南省考察报告中，曾指出省府用于公共卫生方面的钱还不到预算的百分之一。薛岳立即拍电报予以还击，谴责蒋廷黻歪曲事实。声言自己已在七月份增加了25万元的公共卫生经费，证明自己对人民福利的重视。蒋廷黻向蒋介石说明实情：自己提交的报告是根据五月份的情况编拟的，即使薛岳增拨款项，其数目对于湖南百姓的保健而言，仍是杯水车薪，无济于事的。蒋介石却出于息事宁人的打算，笑着对蒋廷黻说：“你该知道，你们的报告正在发生效果中。”
珍珠港事件后，翁文灏请求特别拨款7000万元在重庆建设一座新炼钢厂，蒋廷黻表示赞成。为了确定计划的可行性，蒋廷黻特意拜访俞大维将军，经过俞的解释，才明白由于工人和燃料所限，实无再开设新厂的必要。于是在行政院辩论此提案时，蒋廷黻主张放弃该计划。然而，财政部长孔祥熙却要充当和事佬，采用中国传统社会里那套惯用手法，先对翁文灏的忠于职守大加赞赏，接着又说明财政部的困难。然后，转过来又夸了蒋廷黻几句，如同拉架劝和一般。最后孔做出一个几乎令蒋廷黻气炸肺的决定：“因为你们一方要拨七千万，另一方认为一分钱都不能拨，我不偏袒你们任何一方。我决定拨四千万。”