1937年10月中旬的忻口、太原战役，国民党第2战区集中了第2、第6、第7、第14、第22五个集团军，34个师另13个旅，共约28万余人的兵力，在八路军的密切配合下，依托山地的有利地形，与日军展开激战，歼敌2万余人，迟滞了日军沿同蒲路南犯，营造了华北的有利局势。
淞沪抗战中，国民党先后调集64个师70余万人的重兵，在人民群众的大力支援下，顽强坚守阵地，抗击日军22万余人对上海的进攻。第一阶段，国民党军对日军各据点发动多次围攻，战役中期坚决抗击日军以重兵切断宁沪铁路，从西南方向封闭上海的企图，并以6个师对日军实施了大规模的反击，作战中涌现了许多爱国将领和广大士兵与敌浴血奋战的英勇事迹。如在上海市苏州河北岸担任掩护任务的第88师第524团800余人在副团长谢晋元的指挥下，坚守四行仓库，连续抗击日军四昼夜的猛攻。毛泽东曾高度赞誉“八百壮士”将与“平型关”、“台儿庄”的勇士同列为“民族革命典型”。淞沪抗战前后阻敌达3个月之久，毙伤日军6万余人，给日军以沉重打击，粉碎了日本帝国主义速战速决的企图。
太原、上海失陷后，中日战争的主战场转移到以徐州为中心的黄淮地区。到1938年2月，国民党第5战区的防御地域，已缩小到以徐州为中心，南北与日军对峙的纵深仅各200余公里。国民党第5战区司令长官李宗仁采纳周恩来提出的阵地战与运动战相结合、守点打援、各个击破敌人的作战指导方针，采取“北攻南守”的战法，集中67个师计45万余人的兵力，从2月12日起，以两个集团军分别攻击济宁、邹县日军，歼敌数千人。3月中旬，日军第10师团沿津浦路南下，逼进台儿庄，企图从东北越过运河袭占徐州。国民党军一部在台儿庄拼死抵抗，随后组织7个师对当面之敌进行反击，歼灭日军2万余人，迫使日军放弃对台儿庄的攻击。4月中旬，日军采取南北对进，侧翼迂回的战法，对徐州展开猛攻。国民党军进行了顽强的抗击，在伤亡近20万人、力量不济的情况下，最终放弃了徐州，但也取得了消灭日军3万多人的重大战果。
1938年6月l8日，日军大本营下达了“以初秋为期攻占武汉”的预备命令，同时集中了11个师团25万余人的兵力及大量飞机、舰艇，发动了对当时国民党军指挥中心——武汉的进攻，企图逼迫国民党政府投降，尽快结束中日战争。为保卫武汉这个华中腹地及水陆交通枢纽的大城市，国民党以第5战区、第9战区的部队共约14个集团军、124个步兵师、49艘舰艇、700余架飞机，并在苏联援华志愿飞行大队的支援下，进行了武汉保卫战。国民党军在武汉地区坚守3个多月，毙伤日军2万余人。
从七七事变到武汉失守，历时1年零4个月，国民党军共毙伤俘日军25万余人，牵制日军70万人以上，而且付出了重大牺牲，其正规军损失达104.4万余人。在这一阶段，国民党正面战场广大官兵不怕牺牲，英勇杀敌，创造了无数可歌可泣的爱国主义事迹，为粉碎日本帝国主义3个月内灭亡中国的侵略计划做出了重大贡献，且使日军兵力分散，战线拉长，为战略相持阶段的到来，起了决定性的作用。同时，它客观上也为我八路军、新四军等抗日武装挺进敌后，开辟抗日根据地创造了条件。