1935年，国民政府重新评定军衔，被授予中校军衔。

1937年8月13日，淞沪会战爆发。10月底，第八十八师师长孙元良准备派黄永淮带领部队守卫四行仓库，掩护主力撤退。岂料，此时黄永淮却在一线指挥作战时，被一粒子弹从左眼角斜穿射入，顿时身负重伤血流如注。他只得被送入德国人开办的宝隆医院抢救，其职由第二六二旅中校参谋主任谢晋元继任。黄永淮伤愈后，任中央训练团兵役干部训练班教育长。

1942年，调任国民革命军第三十一集团军新编第二十九师副师长。

1944年3月，第一战区司令长官部奉蒋介石命令，派国民革命军第二十八集团军暂编第十五军新编第二十九师死守许昌。

1944年4月下旬，许昌战役突围过程中，黄永淮不幸被俘。敌人将黄永淮押至于庄。他看到日军正在用惨无人道办法杀害中国军队战俘后，十分恼怒，乘日军不备，猛地夺过一支枪击毙一个鬼子，自己也为国捐躯。黄永淮牺牲之后，被于庄村民埋在于庄袁家祖坟旁边，并立一块木板上写“黄永淮之墓”。

1944年10月20日，国民政府发布命令，追赠已故副师长黄永淮为陆军少将军衔。

1945年，抗日战争胜利以后，黄永淮家属将忠骨运回家乡重新安葬。安岳县政府发出讣告，并举行隆重的追悼仪式。

1937年8月13日，日军大举进攻上海，时任国民革命军第八十八师第五二四团团附的黄永淮率部开赴上海前线参加淞沪会战。14日下午，全团向日军主力所在的虹口区右翼发动猛烈进攻，在第八十七师两个炮兵团的支持下，连续夺取五卅公墓、粤东中学、日本海军操场等据点。在与日军争夺上海法学院据点、进攻驻守浦大纱厂的日军的战斗中，黄永淮身先士卒，奋勇杀敌，并写出了“踏平三岛方雪恨，罢官归耕夙愿成”的诗句鼓舞士气。

9月初，率部转移到宝山、吴淞一带，因地形开阔，部队置于敌密集火力之下。率将士以血肉之躯抵挡敌人飞机大炮和地面部队的进攻。战斗中，指挥全团将士奋勇拼杀，日军炮火猛烈，全团伤亡极其惨重。

10月下旬，中国军队撤退前，蒋介石要第八十八师留下一部分部队坚守闸北四行仓库。第八十八师师长孙元良准备派黄永淮带领部队执行任务。岂料，此时黄永淮却在一线指挥作战时被一粒子弹从左眼角斜穿射入，顿时身负重伤，血流如注。他只得被送入德国人开办的宝隆医院抢救，遗职由第二六二旅中校参谋主任谢晋元继任。谢晋元到任后立即率部进驻四行仓库，成为了名扬中外的民族英雄。如同现居台湾的抗战老兵黄润生所言：“团附谢晋元率领该批战士进入四行仓库，成为历史上名人，而黄副团长（应为团附-笔者注）永淮虽在许昌壮烈殉国，反默默无闻。人之有幸与不幸，实在太微妙了”。

1939年，黄永淮伤愈后，到重庆受同乡李如苍（陆军大学第七期毕业，时任中央训练团兵役干部训练班主任）邀请，调往中央训练团任教育长。

1942年，河南周家口地区（今周口市）警备司令吕公良（浙江开化县人，黄埔军校第六期生）奉命以周家口警卫团为主力。组建新编第二十九师。该师由地方武装改编而成，急需补充各级干部。于是，黄永淮调任新编二十九师副师长。据原新编第二十九师健在营长李树森、连长张访朋回忆，黄永淮副师长生活简朴，治兵极严，平时练兵有术，是吕公良师长得力助手。黄永淮原先患有咯血症，由于平时劳累过度，旧病复发，曾一度回家乡休养。

1944年3月，第一战区司令长官部奉蒋介石命令，派国民革命军第二十八集团军暂编第十五军新编第二十九师固守许昌。

4月，侵华日军集中16万兵力，根据“一号作战计划”，发动了以打通平汉铁路南段、消灭汤恩伯部主力为目的的“河南会战”（又称“豫中会战”）。战前，黄永淮主动请缨，回到部队协助吕公良师长练兵备战。23日，日军占领密县后，决定沿铁路继续南下，攻占许昌。日军华北方面军第十二军第二十七、三十七、六十二、一一〇师团及战车第三师团、骑兵第四旅团、独立混成第七旅团等部数万兵力完成了对许昌全面包围。30日早晨6时，担任主攻任务的第三十七师团师团长长野祐一郎综合各方面情报，判断中国军队要固守许昌城，便下达了进攻许昌的命令。守军新编第二十九师3000多名官兵奋起抵抗，许昌战役打响。

战斗中，黄永淮身先士卒，冒着枪林弹雨，始终在一线指挥督战。下午4时，日军集中火力进攻南门，吕公良师长、黄永淮副师长亲自在城门上指挥，日军在多次冲锋未果的情况下，调来12架飞机及战车、山炮部队助战。傍晚7时，日军坦克轰开南城门，随即冲入城内对周围目标猛烈炮击，一个步兵中队跟随坦克入城，与守军逐街逐巷展开激烈肉搏战。黄副师长的侄子黄正道时年22岁，是新编第二十九师最年轻的连长，此时在战斗中负伤，他正从南方撤退到太平街，却碰上了正在督战的黄永淮。黄副师长当即拔出手枪命令道：“坚决顶住，后退者枪毙！”他还专门对侄子说：“正道，你应该在战场上拼杀，绝不可做有辱祖先的逃兵。”黄正道眼看着威严的叔父说了声：“叔叔，再见，我走了。”大喊一声：“有种的兄弟跟我来！”率领士兵再次返回城门，同日军展开了拼杀。黄正道自己一连击倒数个日军，自己也壮烈地倒在了血泊中。

经过一天的战斗，新编第二十九师官兵伤亡惨重。援军无望，许昌失守已成定局。在报请第一战区司令长官部批准同意后，吕公良命令部队于夜24时分两路突围。突围前，吕师长决定将师旗焚烧。黄永淮沉痛地说：“委座训示我们，为国尽忠，不成功便成仁。弟兄们很快就要突围了，若突围成功，要继续同日军战斗下去，为现事报仇，为中华民族雪耻；若不幸牺牲，祖国不会忘记我们，弟兄们光荣，新编第二十九师也光荣；若战场上万一被俘，要保持名节，做一个宁死不屈的中国军人。”

吕公良、黄永淮与大部分生还官兵从东门突围。部队突围到城东大坑李、十里庙以东许（昌）鄢（陵）大道以北时，陷入日军第二十七师团封锁线，双方当即展开激烈的战斗，喊杀声、枪炮声如山崩地裂，震撼着周围的乡村。第八十五团团长杨尚武、第八十七团团长李培芹相继中弹牺牲。

5月1日清晨，突围部队越过小洪河，向小王庄、采邓庄方向突围。这时天已大亮，日军出动大批步兵、骑兵、炮兵、辎重兵及洋车队包围突围部队。黄永淮率部和敌人激战3个多小时，腿部中弹负伤，不幸被俘。敌人将黄永淮押到于庄。他看到日军正在用惨无人道的办法杀害中国军队战俘后，十分恼怒，乘日军不备时，猛地夺过一支枪击毙一个鬼子，自己也为国捐躯。黄永淮牺牲以后，被于庄的村民埋在于庄袁家祖坟旁边，并立了一块本板上写“黄永淮之墓”。

1945年，抗战胜利后，黄永淮亲属将其忠骨运回安岳龙台安葬，安岳县数千人到龙台夹道迎接英雄骸骨，举行了七天的悼唁仪式，安岳县政府组织了隆重的追悼会。

1986年，四川省人民政府批准黄永淮为革命烈士。

2014年9月1日，入选第一批著名抗日英烈和英雄群体名录。

2015年，荣获中国人民抗日战争胜利70周年纪念章。