抗戰期間，商震任第六戰區司令長官、中國駐美國軍事代表團團長、軍委會辦公廳主任、緬甸軍事考察團團長等職，曾隨蔣介石出席開羅會議，並陪同徐永昌將軍在密蘇里號上接受日本投降。1947至1949年，商震任同盟國對日管理委員會中國代表兼駐日代表團團長，為審判日本戰犯做了大量工作。
反對“霸權主義”
在東京審判之前，商震提出了引渡日本侵略中國的華中派遣軍總司令鬆井石根、第59軍司令官谷壽夫、731部隊長石井四郎、首任侵華日軍總司令西尾壽造、第二任侵華日軍總司令畑俊六的要求。同時要求立即逮捕並引渡第三任侵華日軍總司令岡村寧次，逮捕並引渡侵華日軍第六方面軍總司令岡部直三郎、駐華北日軍總司令多田駿、第23軍司令官酒井隆等。
但麥克阿瑟卻提出了由美國單獨審判的提議，對此，商震和梅汝璈堅決反對。他們聯合蘇聯、英國、法國等國代表團寫了致同盟國戰爭犯罪調查委員會和遠東委員會的報告，其中反對美國獨吞抗戰勝利果實的霸權主義的提法出自商震之口，受到一致稱讚。
引渡山田乙三
當時，有四個國家都提出要引渡戰犯山田乙三，而中國駐日軍事代表團團長商震提供的山田乙三罪行證據最為確鑿。據此，商震根據盟軍最高總司令麥克阿瑟關於受害最重的國家優先引渡的原則，説明中國對山田乙三享有無可爭辯的引渡理由。
麥克阿瑟則主張在菲律賓的馬尼拉設立四國軍事法庭，由中國法官擔任首席檢察官，但商震對此表示拒絕。經過一番爭論，最後商震等人同意抽籤決定。
麥克阿瑟命人做好紙條後，請商震先抽。結果商震一下抽中了山田乙三。
這時，商震得到梅汝璈的消息説：他從檢察長基南的漢語翻譯郎格蘭那裏獲悉，美國第一批引渡的乙丙級日本戰犯，已經從20人增加到45人。
商震急忙與蘇聯、英國等駐日軍事代表團團長商量對策，麥克阿瑟見事已曝光，只得答應中國、英國、法國、澳大利亞、新西蘭、菲律賓各增加引渡12名，印度、加拿大各增加5名，荷蘭增加兩名；並説，對其餘的在押戰犯，經預審之後，凡是能夠確定為乙丙級戰犯的，一律引渡到各國受審。
揭露“擅自釋放”
一次，中國配席檢察官向哲浚到東京的巢鴨監獄提審日本侵略台灣的第66師團長中島吉三郎、獨立混成旅團長村田定雄時，監獄長阿尼斯卻説巢鴨監獄從來沒有這兩個戰犯。向哲浚指出這兩個日本戰犯分別在台北、高雄各屠殺中國人5000餘人，阿尼斯才説這兩個人已深夜越獄逃跑。經向哲浚再三追問，阿尼斯才承認是奉上級命令釋放的。
向哲浚馬上回到駐地向商震和梅汝璈做了詳細彙報，商震覺得此事非同小可，便去找蘇聯駐日本軍事代表團團長迪利比揚格溝通情況，才發現這不是個別現象。英國、法國、新西蘭、加拿大、荷蘭、印度等國要求引渡的日本戰犯中，都發現有幾名甚至十幾名被“擅自釋放”了。
於是，商震和10國駐日軍事代表團團長共同去找檢察長基南質問，基南承認他頭腦發熱自作主張釋放了1985名在押日本戰犯。商震和梅汝璈對美國提出抗議，同時指出：對這些逃亡戰犯，可以由盟軍最高司令部和日本政府出面引渡。
駁斥“無罪釋放”
麥克阿瑟在檢察長基南、廳長韋勃、11國軍事代表團團長和法律代表團團長會議上竟提出“無罪釋放西尾壽造和多田駿”的意見。麥克阿瑟原以為蘇聯代表會率先反對，沒想到首先提出反對的竟是商震。商震説：“中國代表團堅決反對無罪釋放西尾壽造和多田駿！他們在中國屠殺了幾十萬人，以一封表示悔過的信，就給他們免罪，國際法庭的建立豈不是成了多此一舉！雖然他們在信裏説了一些表示深深懺悔的話，但決不能輕易饒恕他們。西方古代有個童話故事，説的是兇惡的鱷魚吞食人畜時，一邊吃一邊掉眼淚。即使西尾和多田為自己的罪惡痛哭過，那也是鱷魚的眼淚，是惡狼的眼淚！”
梅汝璈對商震的意見表示堅決支持，蘇聯等多國團長亦贊同商震的意見。但麥克阿瑟仍然頑固堅持他的主張。商震氣憤地説：“既然你一個人説了算，又何必召開今天的討論會！如果不追究這兩個犯人的殺人罪行，我將向同盟國戰爭犯罪調查委員會和遠東委員會反映！”商震堅持原則的做法引起各國駐日官員的高度讚揚。
