1933年10月16日關東軍司令部軍官(奉天特務機關長)。
1935年5月，逼迫察哈爾省民政廳廳長秦德純與之簽訂《秦土協定》。
1935年10月，土肥原特務機關進入北京後，繼續策劃以分裂中國為目標的“華北自治運動”。
1936年3月7日–晉升中將。第12師團司令部軍官。
1936年3月23日–第1師團留守司令官。
1937年3月1日第14師團長。
1937年7月7日盧溝橋事變爆發，日本發動了全面侵華戰爭，土肥原奉命率部入侵中國。
1937年8月20日，土肥原部在塘沽登陸，之後在華北作戰，一路殺向保定、石家莊、邢臺、邯鄲、磁縣、大名、安陽、新鄉，直抵黃河渡口。因其進軍迅速，被日本媒體稱為是“華北戰場上的一顆明星”。
1938年5月，土肥原率部渡黃河進入隴海鐵路向鄭州方面進攻。
1938年6月18日–參謀本部參謀軍官。授命為大本營軍官(土肥原機關長)。
1939年5月19日第5軍司令官。
1940年6月–參謀本部參謀軍官。
1940年9月28日軍事參議官。
1940年10月28日–日本陸軍士官學校校長(兼任)。
1941年4月28日–晉升陸軍大將。
1941年6月9日航空總監。
1943年5月1日東部軍司令官。
1944年3月22日新加坡第7方面軍司令官。
1945年4月7日教育總監。
1945年8月25日第12方面軍司令官兼東部軍管區司令官。
1945年9月13日，被駐日盟軍總部逮捕，關押在橫濱刑務所。
1945年9月24日第1總軍司令官(兼任)。
1945年10月1日軍事參議官。
1945年11月30日編入預備役。
1948年11月12日，土肥原以“破壞和平”、“違反戰爭法規慣例及反人道”等罪行，被遠東國際軍事法庭判為甲級戰犯。
1948年12月23日，在東京巢鴨監獄執行絞刑。
1978年，土肥原賢二的靈位與其他甲級戰犯一起被供奉在靖國神社。
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