902年6月25日，被授予少尉军衔。1903年晋升为中尉。1904年2月，杉山元任第14步兵联队第3大队副官，随第12师团主力在仁川登陆，参加日俄战争。在中国东北本溪湖附近参加沙河会战时，杉山元头部负伤，伤愈后留下终身疤痕，右眼脸下垂，这也是他的明显标志。1905年4月改任中队长，5月被任命为预备队中队长并返回国内。同年6月晋升为上尉。1906年4月，杉山元与山本清真结婚，但山本于次年死于肺结核。
1907年，杉山元考进陆军大学22期学习。1910年毕业后调到参谋本部情报部任职。不久即与小川又次大将之女义子结婚，但义子亦于次年死于肺结核。1912年化装为海军中尉随日本练习舰队相继出访菲律宾和新加坡，侦查当地防务。1914年3月，杉山元晋升为少佐，调回小仓第14步兵联队任职。1914年8月，杉山元任第14步兵联队大队长。
1915年再次出任英属印度武官，结识了早期印度独立运动的一名领导人布斯（RashBehariBose，1886-1845，曾策划1912年迁都德里爆炸案），并不顾英日同盟，掩护对方逃到日本，他这样做赢得了包括钱德拉·鲍斯等人的好感。1918年出访中东，参观了英国将领埃德蒙·艾伦比指挥的美吉多战役，认识了飞机在第一次世界大战中的作用。随后任国际联盟空军代表随员，回国后大力鼓吹建立陆军航空兵。1918年12月，杉山元被任命为第2航空大队队长。1921年6月，晋升为大佐。1922年4月，任陆军省军务局首任航空课长。1923年8月，改任军事课长。1925年5月1日，杉山元晋升为少将。1928年8月，调任陆军省军务局长。1930年8月，晋升为中将。被任命为陆军次官。
热衷战争
1931年7月，他主持制定了《解决满蒙问题方策大纲》，明确规定日本侵略中国东北的原则、步骤和措施。9月18日清晨，九一八事变发生的消息传到东京后。杉山元紧急约见陆军省军务局长小矾国昭和参谋本部次长二宫重治，共同决定利用这一时机扩大事态，一举实现独霸中国东北的梦想。由于杉山元等军部首脑人物的怂恿、唆使，关东军加紧扩大侵略战争。不久，中国东北全境即全部陷入关东军的控制之下。1931年12月13日。犬养毅政友会内阁成立，荒木中将任陆军大臣，杉山元中将依然担任陆军次官。[1]
杉山元
杉山元
就在日本侵略军同中国国民党军队作战最激烈之时，2月底，杉山元被调任驻久留米的第12师团师团长，离开了陆军省。在任师团长的一年多里，杉山元举办讲演会，煽动人们的军国主义思想，以策应对中国的侵略。
1933月，杉山元被调任日本航空本部部长。任内重新制定航空兵操典。为日本陆军航空兵战术和航空兵教育奠定了基础。在他的不断努力下，日本陆军航空兵发展成一支有效的作战力量，他因此被称为日本陆航第一人。
杉山元是日本二战期间的晋升的陆军三元帅之一。
侵华骨干
九一八事变后，在陆军内部，拥戴荒木贞夫、真崎甚三郎的激进青年军官为中心的“皇道派”同以陆军省军务局长永田铁山大佐为主体的“统制派”，在这两派斗争中，杉山元坐收渔翁之利，在同年8月的人事调动中，晋升为参谋
检阅陆军航空兵的杉山元
检阅陆军航空兵的杉山元
次长并兼陆军大学校长，1936年二·二六事件发生后。杉山元因受到牵连而辞去参谋次长的职务。
1936年8月，杉山元任陆军三大核心首脑之一的教育总监兼军事参议官，11月2日，晋升为陆军大将。1937年2月任林铣十郎内阁陆军大臣。该届内阁倒台之后。在近卫文麿内阁里继续留任陆军大臣。
1937年7月7日，卢沟桥事变爆发。[2]杉山元身为陆军大臣，极力主张增加驻华兵力，扩大战争规模，他强硬的反驳不扩大派的石原莞尔：“所谓不扩大，只是避免全面战争。而不是不顾皇军的威信。”他向昭和天皇担保，三个月解决中国事变。7月11日责成陆军省和参谋本部有关部门共同制定了《关于华北作战的协定》，向内阁提出增兵华北方案，7月18日，首相近卫文麿召开“五相会议”，身为陆相的杉山元力主增兵华北，7月23日晚，他亲自向内地第五师团、第六师团、第十师团下达******。向华北增兵二十万，马五万匹。8月15日，日本政府发表了由杉山元起草的《对华宣战声明》，全面侵华战争被付诸实施。[3]
杉山元于1938年6月改任军事参议官。11月，杉山元在做盲肠炎手术休养期间被调任北支派遣军司令官，接替寺内寿一。12月，大本营向杉山下达任务：维持占领的华北地区的安定局面，努力迅速恢复河北省北部、山东省、山西省西部及内蒙地区的治安，确保主要交通线的安全。他指挥日军开展了3次以武力为中心的“治安肃