1935年4月授陆军少将，1936年10月授陆军中将。任第七十八师师长，首都警备副司令，兼任南京市大中学校学生暑期军事集训总队总队长。西安事变发生后，任讨逆军第五路第一纵队指挥官。抗日战争爆发后，任第四十六师(由教导总队改编)师长，第二十七军军长，军事委员会战时干部训练总团教育长。1938年5月因兰封战役失利被撤军长职。后任三青团i临时中央监察会监察，驻德国大使馆武官，驻英**事代表团团长。盟军攻克柏林后，任驻德**事代表团团长。当选国民党第六届中央执行委员。1946年转赴伦敦接受英国政府赠送的军舰，回国后历任海军副总司令，代总司令。1947年3月任海军总司令，兼任国防科学委员会委员，海军军官学校教育长，海军军官训练团团长。
1949年赴台湾，续任海军总司令。1951年春授海军二级上将。1952年4月转任“总统府”参军长，当选国民党第七届中央评议委员。1954年6月授海军一级上将，任“参谋本部”总参谋长。1954年，海军名将桂永清逝世于台北，遗族披麻戴孝瞻仰其遗体。台湾出版有《海军上将桂永清先生传》、《桂永清先生纪念集》等。
他曾发起组织三民主义研究社，参加东征、北伐，成为蒋介石心腹亲信。黄埔军校一期毕业后，1930年留学德国步兵学校，次年秋回国，与贺衷寒等组织复兴社。后任中央陆军军官学校教导总队第一队队长、总队长，复兴社中央干事会常务干事兼训练处长。旋即调任安庆警备副司令。中央军校军官训练班主任，中央军校教导总队(辖三旅九团四万三千余人)中将总队长。
1935年升任师长，南京警备司令。兼任南京市大中学校学生暑期军事集训总队总队长。西安事变发生后，任讨逆军第五路第一纵队指挥官。
抗日战争爆发后，任第四十六师(由教导总队改编)师长，1937年参加南京保卫战，擢升第二十七军军长，军事委员会战时干部训练总团教育长。
1938年5月因兰封战役失利被撤军长职。后任三青团i临时中央监察会监察，1940年任驻德国武官。
1944年调任驻英国武官兼军事代表团团长。盟军攻克柏林后，任驻德**事代表团团长。当选国民党第六届中央执行委员。
1946年转赴伦敦接受英国政府赠送的军舰，抗战胜利后回国，出任海军副总司令，代总司令。
1947年3月升任总司令，兼任国防科学委员会委员，海军军官学校教育长，创办青岛海军训练团；任海军军官训练团团长。
1949年指挥战舰27艘和其他船只计15万吨撤至台湾。
任中华民国海军总司令，对台湾军队进行嫡系大接替，成为受益者之一。
1951年春授海军二级上将；（1935年4月13日授予少将、1936年10月22日晋升中将，1951年2月由海军总司令晋升海军二级上将。
翌年4月，调任总统府参军长，当选国民党第七届中央评议委员。
，1954年6月授海军一级上将，就任国防部参谋总长（仅45日，病逝于任上）。
1954年8月12日病逝台湾。
台湾出版有《海军上将桂永清先生传》、《桂永清先生纪念集》等。
曾写《领袖歌》歌词：大哉中华，代出贤能！历经变乱，均能复兴！蒋公中正，今日救星；我们跟他前进，前进！复兴，复兴！
