בשנת 1923 הועלה לדרגת לוטננט גנרל. בין השנים 1924–1925 מצואי שירת כקצין הפיקוד של חטיבת הרגלים ה-35. בין השנים 1925 ו-1928 הוא היה ראש הלשכה השנייה של המטה הכללי של הצבא. בשנת 1928 הוא צורף למטה הכללי הראשי של הצבא, ועסק ביחסים עם צבאות אירופאים. בשנת 1929 קיבל את הפיקוד על האוגדה ה-11 של הצבא הקיסרי.
מצואי היה סימפתי לאידאולוגיה המיליטנטית האנטי-דמוקרטית של הקצינים הצבאיים אשר פלשו נגד דרישות הממשלה למנצ'וריה לאחר תקרית מוקדן וכבשו אותה במהלך שנת 1931. מצואי הפך לראש הפיקוד על הכוחות היפנים בטאיוואן בשנת 1934, נוסף על כך הוא הועלה לדרגת גנרל וקיבל את עיטור מסדר החרצית. בשנת 1935 יצא מצואי לגמלאות.
לאחר תקרית גשר מרקו פולו והקרב על בייג'ינג-טיינג'ין, מצואי גויס מחדש במסגרת גיוס מילואים שהחל עקב תחילת מלחמת סין–יפן השנייה. הוא הושם כמפקד הראשי של כוח המשלחת לשאנגחאי, כוח יפני מרכזי אשר הגיע אל הקרב על שאנגחאי מצפון לעיר בעוד הקרב כבר נראה אבוד ליפנים. ההפרש האדיר בין היכולת הצבאית ורמת המיומנות של הכוחות הביאה לכך שלאחר מספר חודשי לחימה, כוחות חיל המשלחת הפכו את הכלים, הצליחו לכבוש את חופי העיר ונעו מערבה. צ'יאנג קאי שק, המנהיג בפועל של סין הלאומית (קוומינטנג) הורה על נסיגה לבירה נאנג'ינג.
לקראת סוף 1937, בהנהגת מצואי בוצעה התקדמות מסיבית של הכוחות היפנים לעבר נאנג'ינג. במהלך הקרב על נאנג'ינג הוקצו כוחות סינים מועטים מבחינה יחסית למען שימור רוב הכוחות להמשך המאבק מאוחר יותר אך הכוחות המעטים שהושמו לחמו בעקשנות על עיר הבירה שלהם. בפרט, בריגדת צוערים על ההר הסגול לחמו עד נפילתם אחרונם, על פעולה זאת מצואי עצמו גילה את הערכתו וטען כי "בריגדת הצוערים של נאנג'ינג הפגינה התנגדות אמיצה בהחלט."
עם נפילתה הסופית של הבירה הסינית מצואי היה מבין האחראים על הסדר הקמתו של 'צבא אזור מרכז סין' והקמת ממשלת ואנג ג'ינג-ויי, ממשלת בובות יפנית במרכז סין. מתחת לפני השטח, מצואי היה מבין האחראים על טבח נאנג'ינג, חייליו ביצעו פרעות בסינים והוא בתגובה נהג להעלים עין. ב-10 בפברואר1938 במסגרת קריאה כללית להשבת חלק מהכוחות, מצואי נקרא בידי המטה הכללי לשוב ליפן והוא הוחלף בשונרוקו האטא. עם שובו מצואי חזר לגמלאות.
טענותיו של מצואי כי לא נודע לו על המתרחש בנאנג'ינג ולא היה לא כל קשר למאורע לא התקבלו בידי שופטי בין הדין הצבאי ועל כן ב-23 בדצמבר1948 הוא הוצא להורג בתלייה בכלא סוגאמו בטוקיו.