【总括】
中国抗日战争，或称日本侵华战争、第二次中日战争，又称八年抗战、对日抗战、十四年抗战，是指1931年至1945年中华民国与大日本帝国之间发生的战争，为第二次世界大战东亚战事的重要组成部分。战场主要位于中国境内，同时也包括缅甸北部等邻接地区。战争时间若从1941年12月9日中华民国国民政府对日本正式宣战算起仅4年，为二战期间太平洋战争中同盟国陆上战斗部分；自1937年7月7日日本全面侵华的七七事变算起则有约8年多，是宣战文告中有“之前四年余神圣抗战”一句，故称“八年抗战”，为中日全面冲突；若追溯自1931年9月18日九一八事变入侵中国东北算起，至1945年8月15日日本投降止，则战争为14年。
1931年9月18日，日军发动九一八事变，在100天内占领整个中国东北地区。次年3月1日，日本帝国参谋本部及关东军在中国东北地区建立一新傀儡政权，定名为“满洲国”。1937年卢沟桥事变，日军从卢沟桥进攻平津地区，不久华北地区沦陷，中日全面开战。8月13日，国民政府军事委员会委员长蒋介石发表自卫抗战书，发动淞沪会战，中日在上海及周边大规模激烈会战数月。然而12月13日，南京保卫战南京失守，日军发动了惨绝人寰的南京大屠杀，死难者达30万人以上；中国首都迁至重庆进行游击，为中国战时陪都。
1941年12月8日，日本舰队突袭太平洋美国海军基地珍珠港，太平洋其他地区日军亦四出攻击，美国、英国与日本互相宣战，中国亦正式对日本[18]及德国、意大利[19]宣战[17]:689。ABCD包围网逐渐形成，日本因在中国的消耗战而资源吃紧，故欲夺取东南亚的石油和橡胶等资源。1943年11月，中、美、英三国元首发表《开罗宣言》，旨在使日本所窃取于中国之领土，例如东北四省、台湾、澎湖群岛等，归还中华民国。1945年7月26日，美、英与中国对日本发出《波茨坦公告》，重申开罗宣言，命日本无条件投降。同年8月14日，日本天皇敕令，保证实行波茨坦公告规定之条件；9月9日，日本中国派遣军总司令冈村宁次向中国陆军总司令何应钦投降，中日战争告终，中国也成为了联合国创始国与常任理事国地位。
第二次中日战争于二次世界大战中有显著影响，使日军约百万的主力部队被牵制于中国战场[20][21]，而无法向北进攻苏联配合纳粹德国的要求牵制苏联兵力，使得苏联远东部队调往欧洲得以保卫莫斯科，并使得日本无法调派精锐兵力支援太平洋和印度洋的战事，从而减轻了其他同盟国在各个战场的作战压力；虽然日军占领东南亚及印尼等地，但日本海军无法登陆澳大利亚，阻断同盟国印度洋石油供应链的计划以失败告终[22]。抗日战争间接帮助盟军在太平洋战场反攻[23]，令日本无法和德国配合共同进攻苏联，亦间接改变苏德战争双方的兵力对比，红军之所以能够全力对付德军，也是因日本必先通过击败中国，才能完全配合在缅日军进而入侵英属印度及其它地区，甚而打破当时日本和德国及意大利战略合作的构想及打通欧亚大陆的目标[24]。
【战争背景】
工业革命后，中国和日本作为东亚传统农业国家，在政治、军事上皆面对西方列强的威胁。日本在1868年开始的明治维新，推动日本国家的现代化、工业化。而主政中国的清政府在同一时期开始推行的洋务运动并未完全成功。至抗日战争结束，中国亦未能完成国家的工业化。
明治维新后，日本国力日渐强大，在各种因素之下，日本对外扩张，确立“大陆政策”。此后，日本亦进入瓜分中国的列强行列。1874年，日本入侵台湾制造牡丹社事件，事后与清政府签订《北京专约》[39]:77-79。1878年，日本设立直属于天皇的参谋本部[39]:76-77。1894年，甲午战争爆发。1895年，清政府求和，订立《马关条约》，依照条约：中国承认朝鲜独立，赔款二亿两白银，割据台湾全岛、澎湖列岛及辽东半岛，并开四处商埠与日通商；随后，俄国立即联合德国、法国等，要日本把辽东半岛归还满清政府，增加赔款3千万两，此为三国干涉还辽事件，因此种下日俄之间仇恨，而引起1904年之日俄战争[40]:8。
1900年，中国发生义和团运动，引起八国联军事件[40]:9。中国纷争不断，积弱不振，成为日、俄两国觊觎侵夺目标。
1905年，在日俄战争中，俄国战败，与日本订立《朴次茅斯和约》，俄国承认日本在朝鲜有各种优越利益，及监督保护之权；俄国将旅顺、大连让与日本；俄国筑长春、旅顺间之铁路及其支线，及附属利益让与日本[40]:10。
1914年7月，七月危机，随后第一次世界大战爆发。8月，日本因与英国同盟关系，对德国宣战；中国则宣布中立。日本第一步即以参战国姿态出兵山东半岛，夺取德国租借地；进而兵临济南，占领胶济铁路全线。日本随后在龙口登陆，竟完全越出租借地区，以及中国政府所划之日德交战区域，进占潍县，兵临济南，其间日军征收物资，役使人民，把中国视同敌人一般，直到德国在青岛守军完全降服后。
1915年1月7日，中国北洋政府认为战事已告一段落，照会日本驻华公使日置益，要求日本撤兵[40]:10。日本大隈重信内阁训令驻华公使答复中国日本拒绝撤兵，另外再令其向袁世凯直接提出分为五号之《二十一条》要求[40]:11。1月18日，五号《二十一条》条约由日本驻华公使亲手交到袁世凯手里，打破国际惯例[40]:11。5月7日，袁世凯政府承认日本二十一条要求[40]:16。
1928年5月，日本以保护侨民为名，试图阻止国民革命军北伐，炮轰济南城，与中国北伐军发生交战，造成济南惨案，杀害国民政府外交部山东交涉员蔡公时等17人[42]。
1928年，中国共产党在朱毛会师后不断发展壮大，在湘赣粤闽等地建立起多个“苏区”。
【战争过程】
1931年6月19日，日本参谋本部制定《满蒙问题解决方策大纲》，决定在一年内侵占中国东北，旋命令关东军执行[45]:296。关东军、陆军省和参谋本部在东京策划入侵中国东北的军事行动[46]:247。6月25日，为进犯中国东北寻找借口，日本制造“中村上尉事件”[45]:296。1931年7月1日，日本警察在万宝山地区屠杀中国农民，制造“万宝山事件”，并煽动朝鲜排华[45]:296。蒋介石亲任总司令，动用30万兵力对中央苏区进行第三次围剿[45]:296。7月6日，张学良密电东北政务委员会[47]:24：“此时如与日本开战，我方必败，败则日方将我要求割地款，东北将万劫不复，亟宜避免冲突，以公理为周旋。”[48]:3875。传“8月16日，蒋介石以“铣电”密电张学良：‘无论日本军队此后如何在东北寻衅，我方应不予抵抗，力避冲突，吾兄万勿逞一时之愤，置国家民族于不顾，希转饬遵照执行。’”[45]:296，但为张本人一贯否认，“瞎说，瞎说，根本没有这种事情”，至今也未发现蒋有所谓的“不抵抗指令”[49]:195-220。1931年9月6日，张学良从北平发“鱼”电给东北边防长官公署军事厅长荣臻[50]，与东三省政务委员会代主席臧式毅[51]:488：“查现在日方对外交渐趋吃紧，应付一切，亟宜力求稳健，对于日人无论其如何寻事，我方务当万方容忍，不可与之反抗，免滋事端。希迅即密电各属切实注意为要。”[52]:125[53]9月6日，张学良电令驻沈阳北大营旅长王以哲称：“中日关系现甚严重，我军与日军相处须格外谨慎。无论受如何挑衅，俱应忍耐，不准冲突，以免事端。”，同日张学良电臧式毅、荣臻称：“对于日人，无论其如何寻事，我方务须万万容忍，不可与之反抗，致酿事端。”[48]:3915同日，日本在东北召开领事会议，准备发动事变[40]:27。
1931年9月18日，日本关东军制造“柳条湖事变”，攻打沈阳北大营中国驻军，“九一八”事变爆发[45]:296。当夜11时15分，日本关东军自动将南满铁路柳条沟段铁桥炸毁，诬指为东北军所为，开始攻进沈阳北大营[54]:97。时张学良方滞留北平，严令驻军王以哲旅不作抵抗，日本军遂于9月19日晨6时占领沈阳[54]:97。东北军在“少帅”张学良指示之下，不予抵抗[55]:12。日本关东军在短时间占领了辽宁、吉林两省大部，11月齐齐哈尔江桥抗战爆发，日军占领黑龙江省。东北三省遂全部失陷。
1932年，蒋重返南京主持政府后，就开始秘密准备抗日[55]:19。1月2日，蒋发表演讲，指陈宣战之弊害[56]。第一次淞沪会战，发生于1932年1月28日，又称“一二八事变”，日方称“第一次上海事变”[57]。“九一八事变”后，日方为转移国际视线，并压迫国民政府屈服，在上海不断挑起事端[57]。1932年1月28日晚11时半，日本海军司令官盐泽以发动事宜准备就绪，乃命日军向上海闸北区、虬江路、青云路、天通菴等地进犯，中国驻军国民革命军第十九路军以守土有责，遂奋起抵抗[54]:99。淞沪抗战开始[45]:296。2月1日，日本军舰炮轰南京；2月4日，国民政府召集各界领袖，在洛阳举行国难会议，惟军政负责人仍留南京，至12月政府正式迁还[17]:611。2月3日，蒋抵洛阳，会商对日抗战计划，2月5日由洛阳往郑州，行经黑石关以东至汜水之间，观察地形[58]:126。2月8日，以最精锐之第八十七、八十八两师编成国民革命军第五军，驰沪增援，仍以第十九路军名义加入战斗[54]:99。2月14日，张治中奉命率第五军到上海增援[45]:296。
陈铭枢第十九路军在军长蔡廷锴、总指挥蒋光鼐率领下奋起抵抗[57]。日军三度增兵，四易主帅，前后出兵10万人，战线延及吴淞、太仓、嘉定一带，日机并轰炸苏州、杭州，军舰亦逼近南京威胁[57]。3月2日，第十九路军因后援不继，蒋光鼐、蔡廷锴、戴戟发表撤退通电[45]:296。
战役历时33天，3月2日，日军在太仓浏河登陆，第十九路军腹背受敌，被迫全线撤退；其后日军占领真如、南翔，宣布停战。3月19日，中国在上海英国领事馆与日方举行会议，5月5日签订《淞沪停战协定》五款[54]:100。主要内容如下：划上海为非武装区，规定中国在上海至苏州、昆山地区无驻兵权，只能保留保安队，日本在该地区则可以驻兵。日军返回战前原驻地，国军暂留现驻地位。5月19日，蒋下令调十九路军开往福建剿共。是役参战日军约6万人，国军约7万人，武器虽远逊于日本，仍能力战月余，士气民心之旺，博得各界赞佩与同情。11月，蒋在参谋本部下设立“国防设计委员会”，悄悄展开与德国军事和经济合作。
1932年1月16日，郑孝胥、臧式毅等在沈阳举行“满洲善后大会”，筹备组织日本傀儡国满洲国[54]:101。3月9日，傀儡组织举行建国典礼，以清朝逊帝溥仪为“执政”，定年号为“大同”，定都于长春（改名为“新京”），重要机关或由日本人任顾问，或由日本人充要职[54]:101。郑孝胥任国务总理[45]:296。由驹井任“国务院”总务厅厅长，总揽大权，日本人分任次长及司长把握主权，各机关均有日本人[40]:28。日本关东军司令本庄繁，于是时对外国干涉提出威吓[40]:29。6月14日，日本政府对“满洲国”予以承认[40]:29。8月8日，日本派关东军司令官武藤信义为驻“满洲国”特派全权大使及关东长官，其权力等于总督[40]:29。9月13日，日本武藤信义为大使，于9月15日与其总理郑孝胥签订“日满协定书”，许日军驻扎东北，确认日本人在东北之权利与利益[54]:102。于是攫取东北盐税、邮权，及关税，东北遂沦入日本人铁蹄之下[54]:102。
随着满洲国的成立，东北民间的抗日义勇军的抗日活动也开始高涨。1932年9月15日，东北抗日义勇军对抚顺的煤矿设施进行了袭击，驻抚顺的日军为报复此次行动，于次日将抚顺周边的平顶山村地区平民3000余人杀害，并烧毁房屋800多间，史称平顶山惨案。[59]
由于国际社会对日本在中国东北侵略态度放任，日本扶植“满洲国”傀儡政权得以出笼[57]。1934年3月1日，满州国发布日人代拟之“满洲国组织法”[54]:101。溥仪在长春由“执政”改称“皇帝”，改年号为“康德”[45]:297。
1933年1月1日，日军进攻山海关，中国守军何柱国所部安德馨营英勇抵抗，经两昼夜激战，全部殉国[45]:297。日本关东军在山海关炮击榆县城，中国守军奋力还击，与日军巷战[60]。1月3日，日军攻陷山海关[54]:100。随后日军加紧西进，关东军司令官武藤信义部署3路进犯热河，东北军守凌源腹背受敌，退守长城要塞喜峰口[60]。3月1日，热河省政府主席汤玉麟扣留军用汽车偷运鸦片输送天津，3月3日夜竟率所部满载私物潜逃[54]:101，不战弃守承德[45]:297。3月4日，日军以120名骑兵先头部队占领承德[45]:297，热河各地随之陷落[54]:101，日本将热河并入满洲国[61]:8。3月6日，蒋由汉口乘车北上，3月7日到郑州；3月8日抵达石家庄；3月9日到保定；3月25日，蒋才乘机离开[62]:357。3月8日，政府通缉汤玉麟，命军政部长何应钦驻节北平，驰调国军北上增援[54]:101。3月9日，日军抢占喜峰口，傍晚，奉军长宋哲元令，第一〇九旅旅长赵登禹率兵跑步驰援抵达战场；考虑到日军日间火力优势，宋哲元派赵登禹带队夜袭，并将第三十八师董升堂团也交赵登禹指挥[60]。3月10日，第二十九军赵登禹旅在喜峰口与日军激战[45]:297。3月11日深夜，赵登禹亲自带“大刀队”500人只带大刀和手榴弹分两路雪夜行军，于3月12日凌晨夜袭日军，砍死砍伤逾千人，缴获坦克11辆、装甲车6辆、大炮18门、机枪36挺、飞机1架，500名大刀队员仅23人生还[60]。此后，日军继续进攻，突破中国守军的长城防线[61]:8。中日两军在长城爆发军事冲突，虽然中国军队在几次战斗中占上风，但在日军迂回包抄下，北平、天津受到威胁，因而签订《塘沽协定》，中国军队撤到长城以南[55]:12。5月31日，黄郛遣代表熊斌与日方代表冈村宁次签订《塘沽协定》[54]:101。
1933年5月初，日本关东军派遣伪军刘桂堂部、张海鹏部、李守信部，共约1万6千多人向察哈尔进攻[63]:126。5月26日，冯玉祥、方振武、吉鸿昌等在张家口组织察哈尔民众抗日同盟军，冯玉祥任总司令[45]:297。6月22日，察哈尔民众抗日同盟军收复康保[45]:297。一个月后伪军反攻，重新占领了多伦[63]:131-135。
1934年11月7日，蒋在绥远会见荣王、德王、潘王等蒙人与党政人员，并对各主席和边外将领指导一切[62]:366。
1935年与1936年，中国为保卫华北，两度不惜一战[17]:659。1935年4月起，日军开始积极策动“华北自治运动”[64]。日本军方以动武威胁，迫使中央政府党、政、军人员和机关撤出河北省、察哈尔省，并要求中方取缔军民排日行为[55]:12。6月27日，察哈尔省政府代主席秦德纯接受关东军特务长土肥原贤二之条件，撤退张家口驻军及中国国民党党部，解散排日机关，协助日本人在内蒙活动，允许不向察哈尔省移民，是为“秦土协定”[17]:634。7月6日，国民政府军事委员会北平分会代理委员长何应钦与日本中国驻屯军司令官梅津美治郎达成《何梅协定》[61]:11。从此军事委员会北平分会，继驻平政务委员会之后，同归终了，国民政府失去对河北省之统驭力[17]:634。国民政府在北平成立冀察政务委员会，由第二十九军军长宋哲元出任委员长，第二十九军各师师长分任北平、天津等市市长[55]:13。土肥原贤二催宋哲元与商震宣布自治[17]:637。冀察政务委员会是受南京国民政府节制之地方行政机关；但对日本军部，宋哲元等人就是下一个溥仪[55]:14。
1935年11月9日，上海公共租界发生日本海军中山水兵射杀事件。11月，土肥原贤二操纵多个汉奸组织联名致电北平宋哲元、河北商震、山东韩复榘、山西徐永昌、绥远傅作义、察哈尔张自忠等，要求开放政权，允许“自治”[65]。11月24日，河北省蓟州密云区兼滦州榆关区行政督察专员殷汝耕在日军唆使下[17]:637，在通县通电全国，宣布脱离国民政府独立，“冀东防共自治委员会”[17]:637宣告成立，殷汝耕担任“委员长”[64]。12月25日，殷汝耕又宣布将“冀东防共自治委员会”改组为“冀东防共自治政府”，辖25县[17]:637，自任“政务长官”[64]。1935年12月18日，国民政府设立冀察政务委员会，对抗殷汝耕的冀东防共自治政府，使日本军方所期盼之“自治”政府完全失去设立之根据，土肥原扰攘数月之分离华北阴谋只得暂时搁置。1937年7月，日军相继攻陷北平、天津，在日军指令下，冀察政务委员会经济委员会主席王克敏等人在北平成立“中华民国临时政府”；“冀东防共自治政府”也被并入。
1936年5月12日，成吉思汗第三十世孙、察哈尔省原政府委员德穆楚栋鲁普亲王（即德王）在日军支持下，宣布成立“蒙古军政府”并自任“总裁”。11月，德王自组织内蒙古军政府，“西北蒙汉防共自治军”改称大汉义军，并一再侵攻绥远。1936年11月26日，绥远省政府主席傅作义部克复蒙军盘踞之百灵庙，是五年来中国首次攻势。战争最终以晋绥军大获全胜而告终，大汉义军在此次战争中几乎全军覆没，并最终被撤销编制，日本方面因为此次严重失利而减少了在总攻中使用日伪军的次数[68]。陈诚率军赴援，称：“人所待我者为不战而屈，今后我决战而不屈。
蒋提倡的“先安内，后攘外”国策，即先剿平中共和地方割据势力，再凝聚力量抗日，与国内激昂的民族主义浪潮背道而驰[55]:20。
1931年起，留俄国际派掌控中国共产党大权，观念和目标并不切合中国实际状况，仍然高谈无产阶级革命，企图占领都市，继而使各省独立[69]。1931年11月7日，中国共产党于苏联国庆日在中央苏区创建中华苏维埃共和国，定都江西瑞金[70]。1932年4月15日，中华苏维埃共和国临时中央政府对日宣战[71]。
1933年11月20日，在福州召开“人民代表大会”，成立“中华共和国”，李济深任主席，废除中国国民党
11月21日，中华苏维埃中央政府及工农红军曾与福建省政府及第十九路军订立同盟协定，双方停止军事行动；第十九路军允尽力消灭福建与苏区间一切障碍势力，双方恢复商品贸易，并采互助合作原则；福建省政府及第十九路军赞同福建境内革命之一切组织之活动。
中国军队拥有庞大陆军系统，从1933年起陆军装备、编制整顿。
1935年，蒋加快备战，首先在全国各地推行“新生活运动”，灌输民众“军国民教育”；接着，国防设计委员会改为资源委员会；借着追剿“长征”红军，中央军政进入西南各省；统一货币，实施“兵役法”[55]:20。8月1日，中国共产党和苏维埃政府发表《为抗日救国告全国同胞书》，是关于建立抗日民主统一战线之崭新纲领，又称《八一宣言》；宣言果断放弃中共自九一八事变以来一直执行之左倾关门主义的“反帝下层统一战线”策略，首次提出建立第二次国共合作之主张[72]:93。12月9日，中共北平临时市委的彭涛等人通过“北平学联”发动反对蒋介石“攘外必先安内”，要求“停止内战、一致对外”的一二·九学生运动[73]。学生1,000余人出动示威，反对自治运动，要求停止一切内战，与军警冲突，数人被捕[17]:641。12月中共中央政治局在陕北召开瓦窑堡会议，正式将“反帝下层统一战线”策略发展为反日反蒋、上层与下层双管齐下之统一战线策略[72]:93。
1936年，蒋暗中和中共谈判，积极和各个地方军系谈和，完成中央军30个师整编[55]:20。5月，日本破坏海关缉私，并增兵华北，中国一再提出抗议[74]:33。日本总想待中国内变，但是不若其所希望，两广问题不但未引起内战，反使团结加强[17]:659。9月，基于建立“抗日民族统一战线”大局，中共中央发布《关于逼蒋抗日问题的指示》，放弃反蒋方针，确立“逼蒋抗日”[72]:93。12月12日，张学良、杨虎城趁蒋介石亲自到西安指挥剿共之机，发动西安事变，对蒋“兵谏”，震惊中外[75]。斯大林闻讯后下令限十日内释放蒋介石，毛泽东对于苏联不杀蒋介石的命令感到愤怒[76][77]:238。最后，中共派周恩来赴西安同中国国民党协商解决问题，在宋子文、宋美龄斡旋下，蒋放弃“攘外必先安内”的基本国策而获释，国共两党表面上联合抗日，成为日后影响中国抗日战争与国共内战关键因素之一[78]。12月23日，日本首相广田弘毅在枢密院报告，如果国民政府以容共为条件，与张学良妥协，日本即断然排击[17]:659。国内各股势力都愿意服从蒋指挥，共同对抗日本；促使蒋必须一改从前暗中准备抗日之态度，采取更强硬立场回应日本挑衅[55]:20。中共在西安事变后认为：“目前只要三方面团结，真正的硬一下，使中央军不敢猛进，有可能释放张学良，完成西北半独立之局面。”
1937年初，天津日本驻屯军司令田代皖一郎再与冀察政务委员长宋哲元谈判华北经济问题，以南京不同意日方要求，仍无结果[17]:659。日本有“甲等师团”17个陆军常备师团，加上各特种部队，兵力约40万人；有后备军人动员体系，完全编组后备师团，兵力可达400万人[55]:21-22。4月，日本再增兵平、津；外务相、大藏相、陆军大臣、海军大臣会议，决使华北成为防共、亲日、亲满地区；报纸声言扩大塘沽协定及冀东防共自治政府，不令华北“中央集权化”，甚至有驱逐第二十九军之说[17]:659。
从明治维新开始，日本就模仿普鲁士参谋本部建立参谋作业；战术灵活，战场部署不苟，单兵战斗基本动作完全按照教典展开；炮兵测量与步兵、装甲部队协同作战熟练，空中火力到位[55]:21-22。战争开始时，日本在军事和经济方面都占有强大优势，计划采用速战速决之作战方针，甚至提出“三个月灭亡中国”；面对日军强大攻势，在中国形成以国共两党合作为基础之抗日民族统一战线，制订全国抗日军事方针，建立全民族抗战之政治、军事体制[80]:164。中国在抗战爆发前夕，陆军共138个师，180多万人，部队编制、器械和训练落伍，战力低落，没有后勤动员能力；部队有三分之二以上是原来地方势力之武力，靠主官个人关系维系士气，没有国家观念；政府国军德械师只有8万人；军队现代后勤、医疗和训练体系建立不久，个别省区部队装备是民初单发枪械，停留在清末水平[55]:22。战争初期，日军凭借军事装备，相继占领北平、上海、南京等城市，控制主要交通点线；中国军队武器装备落后，利用广阔国土空间，采取逐渐消耗乃至消灭日军之防御作战方针，挫败日军速战速决之计划[80]:164。日本舰艇有285艘，排水量1,400万吨，空军飞机2,500架；中国舰艇有50多舰，排水量5万7千吨，空军飞机500架[55]:22-23。
面对日本侵略，在中国抵抗日本侵略之战争中，正面战场之中国军队顽强抵抗日军之进攻，在淞沪抗战、武汉保卫战、长沙保卫战等多次大规模战役中显示中国军民之决心。可见，倘若不是中国百般忍让，全面战争早就发生；倘若不是日本要在华北制造另一满洲国，全面战争或将再延迟相当时日。
七七事变
1937年5月，关东军司令植田谦吉在热河承德，田代皖一郎在天津分别召开会议，加紧压迫绥远、华北[17]:659。6月初，近卫文麿组阁，广田改任外相，一意将就军人；关东军参谋长东条英机扬言，为对俄作战，应先予南京政府以武力打击[17]:659。4月日军宛平城外演习炮声传到邻县，6月以来，驻丰台日军演习渐增至三至五日一次，初为虚弹射击、昼间演习，后竟实弹射击、实行夜间演习，且有数次演习部队竟要求穿宛平城而过[48]:5457-5458。
1937年上半年以前，中国军队在华北前线驻防只有第二十九军1个军兵力，分散于张家口、北平、天津及平绥铁路、北宁铁路沿线，兵力十分单薄[45]:53。宋哲元的第二十九军，辖4个步兵师、1个骑兵师、1个特务旅、2个保安旅，总兵力约10万人[45]:56。
7月6日，驻丰台日军不顾大雨、道路泥泞，在芦沟桥铁路桥东北龙王庙演习场地，以芦沟桥为攻击目标，进行攻击演习，至宛平城东门外要求通过宛平城到长辛店地区演习，遭中国军队拒绝，双方交涉至晚间，日军退回丰台[48]:5463。
7月7日，卢沟桥事变爆发，晚7时30分，驻丰台日军河边正三旅团第一联队第三大队第八中队，由队长清水节郎率领至芦沟桥西北龙王庙附近演习，晚10时40分宛平中国军队突然听到城东北日军演习响起枪声，数名日军到宛平城声称丢失一士兵，国军拒绝其进城搜查要求，日军立即包围宛平城，并开枪示威；北平东交民巷日本华北驻屯第一联队长牟田口廉也大佐据清水节郎报告，即令丰台一木清直大队长带领第三大队前往卢沟桥指挥战斗，夜12时，日本驻北平特务机关长松井久太郎电话通知冀察政务委员会外交委员会，第二十九副军长兼北平市长秦德纯当即答复，“芦沟桥是中国领土，日本军队事前未得我方同意在该地演习，已违背国际公法，妨害我国主权，丢失士兵我方不能负责；日方更不得进城检查，引起误会”[48]:5463-5464。在日本的寺平副官依然坚持下，日军包围卢沟桥，开始从东西两门外炮击城内，中国军队第二十九军吉星文奉命率团反击，是为卢沟桥事件或七七事变[39]:307-308。日本则称为“北支事变”[39]:317。7月8日凌晨2时，冀察政务委员会派宛平县长王冷斋与松井久太郎交涉，当时失落之日军已归队，4时日方代表要求宛平城内国军从东门撤至西门，由日军占据东门再行调查被拒；谈判期间，4时50分日军向宛平城开炮轰击，国军第二十九军吉星文第二一九团金振中营开枪还击，中国抗日战争揭幕[48]:5464。“七七事变”在日方看来，仍然算是许多大小冲突之一；日军在宛平县郊演习，姿态耀武扬威，还要求进城搜索，全是在制造借口，压迫中方让步；实际上，日本并不将中国放在眼里，军部设定假想敌是苏联；东京根本没有打算在中国扩大战事，只打算巩固华北势力范围，扩大日本利益；但华北、东北日本少壮军官却嫌打打停停太缓慢，主张再给中国“一击”，令中国就范；七七事变后，日本内部“扩大”与“不扩大”两派相持不下；扩大派占上风，东京下令增兵华北。
7月8日，蒋在当日写下：“倭寇在芦沟桥挑衅：一、彼将乘机我准备未完之时，使我屈服乎；二、与宋哲元为难乎，使华北独立化乎；三、决心应战，此其时乎；四、此时倭无与我开战之利。”[55]:19中共中央发表通电，向中国人民呼吁：“平津危急！华北危急﹗中华民族危急！只有全民族实行抗战，才是我们的出路！……全中国同胞，政府，与军队，团结起来，筑成民族统一战线的坚固长城，扺抗日寇的侵掠！国共两党亲密合作抵抗日寇的新进攻！”[72]:94
事变发生时，宋哲元在山东老家，几天后才赶回天津坐镇；宋为保存实力，不愿拿地盘和部队与日本硬碰，想透过与日方交涉保持局面，尽量委曲求全；于是宋搁置部下之备战计划，不顾南京电报，和日军私下洽谈停战协议；宋为“表示谈判诚意”，下令撤除北平沙包和拒马。
7月17日，蒋写道：“倭寇使用不战而屈之惯技暴露无余，我必以战而不屈之决心待之，或可制彼凶暴，消弥战祸乎。”[55]:21蒋发表《对于芦沟桥事件之严正表示》（庐山声明），正式表明准备全面抗战的方针[39]:328-329。
7月14日，毛泽东等致叶剑英电，向南京政府表示：“愿在蒋指挥下努力抗敌，红军主力准备随时出动抗日，已令各军十天内准备完毕，待令出动，同意担任平缓线国防。”[72]:94中国共产党毛泽东及红军将领，请蒋严令第二十九军保卫平、津、华北，动员全国海陆空军，驱逐日寇出中国，红军愿在其领导之下为国效命。中国共产党首要毛泽东、朱德、周恩来等，联名电呈蒋，愿在领导之下，为国效命。蒋之严正表示得到中国各地势力支持，陕北中国共产党及红军、四川川系、广西桂系、山西晋系、西北马家军、云南滇系等军政将领一致表态拥护南京国民政府，要求共同抗日。
平津作战
日军于7月25日攻占廊坊车站[39]:334。7月26日，日本总攻北平、天津，第二十九军缺乏战备，奋力抵抗[55]:27。月底，日军进占天津、北平，第二十九军主力退守保定一线，余部由张自忠率领接受日军条件而困居北平，平津作战结束[39]:335-344。
7月27日开始，日本军根据参谋总长之命令组建派往中国战场之化学部队；此后，又培训各部队中从事化学战之人员，并在中国战场上使用化学武器。据统计，日军使用化学武器超过2,000次，有9万余中国军民受害，其中国军士兵受伤4.7万，死亡6,000；八路军士兵受伤3.7万，死亡1,500；平民与战俘伤亡1万余人[80]:135。
7月31日，蒋发表《告抗战全体将士书》，只有抗战到底，与倭寇死拼[17]:662-663。8月初，蒋复宣示抗战方针，随时随地抵抗，使日本人战而不取；各地重要军事将领，如广西白崇禧、山西阎锡山、四川刘湘、云南龙云、中共朱德等，不论以往与蒋有何意见，均会集南京[17]:663。8月7日，蒋召开国防党政联席会议，各地方军事领袖都出席参加，蒋在会上宣示，战事一起，“各省与中央须完全一致，各无异心，各无异言。”[55]:33与会人员全体起立，一致赞成[55]:33。
1937年8月8日，日本曾拟有《停战条件》及《国交调整案纲要》，准备谈判[17]:663。8月12日，中国中央政府决设置国防最高会议，推蒋为陆海空军总司令，以军事委员会为统帅部[17]:663。国民政府设立国防最高委员会[54]:111。推蒋为陆海空军大元帅，统率全局，领导对日抗战[54]:112。8月15日，日本正式下动员令，编组上海及华北派遗军[17]:664。8月16日，改以蒋为大元帅，组织大本营；南京失守后，大本营撤销，仍由军事委员会总揽军事[17]:663。
1937年8月20日，中国划分南北各战区[17]:664。同日，国民政府颁布战争指导：
⑴本大元帅受全体国民与全党同志之付托，统率陆海空军及指导全民，为求我中华民族之永久生存及国家领土之完整，对于侵犯我主权与企图毁灭我民族生存敌国倭寇，决以武力解决之。
⑵大本营对于作战指导，以达成持久战为基本主旨，因此将军令、战略、财政、经济、宣传、训练划为六部，分担任务，各部应本主旨，适切运用，紧密联系，俾获最后之胜利，为共同一致之最高原则。
⑶各部之“作战指导”
军令部。将全国分为五战区：第一战区（平津线）对进迫该战区当面之敌，实行软性之攻击，以吸引其主力，俾第二、三战区之作战，如敌军企图决战时，应毅然尽力以防制之。第二战区（察晋）打破敌军包围行动之企图，使其对第一战区，不敢放胆实行正面攻击；第三战区（沪京）迅将目下侵入淞沪之敌陆海军及其空军陆上根据地，扫荡扑灭，以预备敌军再来时之应战。第四、五战区。
政略部。内求社会内部之安定，以树立长期抗战之基础；外谋国际舆论之同情，使敌国受孤立无援之压迫。
财政部。安定金融，整理税务，筹发公债及募集外债。
经济部。扩张产业，以极力谋求自给自足之方法，纵使国际间之交通被敌国遮断，我国军民与民众战时生活上必需之资料，不因此而受重大之威胁。
宣传部。永保精神动员之团结巩固，并将国军自卫而应战之决心与事实，昭告国际朝野，免为敌人反宣传所蒙蔽。
训练部。以军事化之目的，组织及训练民众，使人人皆有为国牺牲之决心与技能，并防止汉奸间谍之暗中活动与蔓延[3]:109-110。
1937年8月20日至25日，中共召开洛川会议，确立抗战方针[81]:32：“创造根据地，牵制消灭敌人，配合国民革命军作战，保存和扩大红军，争取共产党对“民族革命”战争的领导权。”[82]同日，毛泽东则命令八路军跨越山西至河北，支持傅作义部队作战，却事后透过无线电告知前线指挥官，早先命令纯粹为宣传，事实上八路军应尽量放慢移动速度，“每天移动五十里（徒步25公里），每行军三天，休息一天。”[83]:40-41
8月22日，国民政府军事委员会发布命令，宣布将红军主力改编为国民革命军第八路军；8月25日，中共中央军委发布改编令，将中国工农红军第一、第二、第四方面军及陕北工农红军改编为国民革命军第八路军（简称八路军），红军前敌总指挥部改编为八路军总指挥部，朱德任总指挥，彭德怀任副总指挥，叶剑英任参谋长、左权任副参谋长，任弼时任政治部主任、邓小平任副主任[72]:96。八路军辖3个师（第115、120、129师），计3万人，师长为林彪、贺龙、刘伯承，副师长为聂荣臻、萧克、徐向前，政治委员聂荣臻（兼）、关向应、邓小平[17]:665。全军共4.6万人[72]:97。8月25日，中共中央军委决定从第115、第120、第129师各抽一部共9,000余人，组成直隶中央军委的八路军后方总留守处，萧劲光任主任[72]:97。9月11日，按全国统一战斗序列，八路军改番号为第十八集团军，朱德、彭德怀由正副总指挥改称正副总司令，但八路军称呼仍被指战员和群众习惯沿用[72]:97。
10月12日，国民政府军事委员会宣布将南方八省红军和游击队改编为国民革命军陆军新编第四军（简称新四军），任命北伐名将叶挺为军长；尔后，由中共中央提名经国民政府军事委员会核定，又任命项英为副军长，张云逸为参谋长、周子昆为副参谋长，袁国平为政治部主任、邓子恢为副主任[72]:97。新四军辖4个支队，计1万余人，支队长为陈毅、张云逸等[17]:665。全军共1.03万余人[72]:98。
8月28日，日本宣布封锁中国港口，对沿海一带，中国苦无海军，仅由陆军固守[40]:75。日军曾炮轰厦门[40]:75。9月6日，日军攻赤湾，威胁香港，日舰巡行于伶仃洋面，港粤航行陷于停顿[40]:75。
9月22日，中共中央发表《共赴国难宣言》（即《中共中央为公布国共合作宣言》）[54]:121。宣示服从国民政府领导，红军改编为国民革命军，并且派遣朱德、周恩来、叶剑英等到南京[55]:33。9月23日，蒋为中共共赴国难宣言发表谈话：“……余以为吾人革命所争者，不在个人之意气与私见。……中国共产党人既捐弃成见，确认国家独立与民族利益之重要，吾人惟望其真诚一致，实践其宣言所举之诸点，更望其在御侮救亡统一指挥之下，人人贡献能力于国家，与全国同胞一致奋斗，以完成国民革命之使命。……”中国国民党中央通讯社发表《中共中央为公布国共合作宣言》，第二次国共合作和抗日民族统一战线正式成立。
淞沪会战
1937年北平卢沟桥事变后，蒋为长期作战，将日军入侵方向由北向南改为由东向西，同时也为引起国际社会（上海公共租界）注意日本侵华，在上海主动攻击日军；中日两国不宣而战，由地区冲突真正升级为全面战争[57]。蒋对麾下称：“上海这一仗，要打给外国人看看。”[55]:337、8月之交，中国部分军队已开抵上海附近，并计划封锁江阴要塞，使长江日本船舰无法逃脱；行政院秘书黄濬受日本收买，泄露消息，汉口一带日舰、日侨先期退出[17]:663-664。7月中旬，日本驻上海舰队司令长谷川清建议东京，不宜将战场局限于华北，应同时攻取上海、南京，分散中国兵力，制其死命[17]:664。7月下旬，长谷川清借口陆战队1名失踪，布防上海闸北[17]:664。8月9日，中、日士兵在上海机场冲突[17]:664。8月11日，京沪警备司令张治中接南京电话：“进军上海”[55]:39；8月12日，国军德械师第八十七师、第八十八师分别出现在江湾、闸北。
1937年8月13日上午9时15分，淞沪会战揭幕[17]:664。国军第八十八师先头部队在八字桥遭遇日军，双方互指对方先开火[55]:39。淞沪会战是中国抗日战争中首场大型会战，是规模最大、战斗最激烈之战役[86]。中方称“八一三战役”，日方称“第二次上海事变”[57]。中日双方约有100万军队投入战斗，战役持续3个月，日军宣布死伤4万多人，国军统计死伤30万人[45]（日军死伤实则近10万人[87]）。上海日军初仅陆战队1万人，中国陆军4万人，空军轰炸日本军舰；此后双方陆续增兵，国军虽不惜牺牲，终不抵日本炮火[17]:664。据学者李君山统计，30个国军德械师，有21个师先后派到淞沪战场。
日军机13架轰炸杭州[17]:664。日本军机分批袭杭州及广德机场，时国军第四大队各机甫自周家口抵笕桥机场，即紧急升空作战，由大队长高志航率机27架，分途拦截，结果击落日军九四式轰炸机3架，后世称八一四空战[88]:283-286。中国空军取得九比零战绩，1940年国民政府明令订8月14日为空军节。
1937年8月14日，国民政府宣布自卫抗战[17]:664。中国可供作战飞机仅220余架[17]:664。中华民国空军分批出击上海敌军事据点及船舰，并以驱主力防卫首都南京[88]:283-286。8月23日，日军松井石根率两个师团登长江南岸，上海战事从市区攻防转为大规模阵地战[55]:40。第一阶段，日军刚登陆，国军在长江沿岸强攻图打击日军；第二阶段，9月11日起，国军因伤亡过大改采守势，将主力撤到浏河—罗店—蕴藻滨—江湾一线，日军转守为攻，主攻罗店，国军死战不退；第三阶段，日军在北线进展，南面防线突出，一部向南回转，欲包抄国军后路，鏖战苏州河[55]:42。9月中旬，国军退守第一预备阵地；日军约10万人，国军约30余万，制空权则在日本之手[17]:664。日本启动后备动员体系，共12个师团抵上海[55]:42。战役后期，国军败退，上海将失守[86]。由于国军抗敌死伤极为惨烈，战史学家喻之为“血肉磨坊战争”，甚至被喻为“中国版凡尔登战役”[57]。9月28日，国际联盟谴责日本暴行[55]:54。
9月下旬，国军退守第二预备阵地；10月26日，主要阵地失陷，退向上海西部[17]:664。10月，国府决议迁都重庆[57]。10月下旬，日军迂回包抄后方，国军主力开始撤向苏州河南岸[55]:45。10月21日，国军以广西军队为主力兵分三路总攻顿挫，日军立刻跟纵逆袭；10月26日，蒋亲自下达“固守”命令，第八十八师师长孙元良手令：“著第五二四团中校团附谢晋元，率该团第一营（加强）杨瑞符部，于本晚先在北火车站附近，占领阵地，掩护师主力转进后，迅速进入四行仓库固守待命。”[55]:49谢晋元率领由约430人组成一个加强营，固守四行仓库；他们从此成为上海“孤军”[86]。10月27日，最多三万民众在苏州河畔四行仓库观战；10月29日，由女童军杨惠敏冒险送入之中国国旗在四行仓库顶楼升起。
11月7日，日军组成华中方面军，司令官松井石根；同日日军在金山卫登陆[55]:55。日军2个师（第10军）登陆杭州湾，国军全线西撤[17]:664。11月9日，国民政府发表自上海撤退之声明：“各地战士，闻义赴难，朝命夕至，其在前线以血肉之躯，筑成壕堑，有死无退。……阵地化为灰烬，军心仍坚如金石，陷阵之勇、死事之烈，实足昭示民族独立之精神，奠定中华复兴之基础。”[17]:64111月11日，国军撤出上海[55]:55。11月12日夜，上海沦陷，淞沪会战结束[57]。11月17日，蒋于陵园官邸召开第三次会议，独排众防守南京，陆军训练总监唐生智表示愿意防守首都。11月20日，国民政府宣言，决不为城下之盟，“国民政府兹为适应战况，统筹全局，长期抗战起见，本日移驻重庆。此后将以更广大之规模，从事更持久之战斗。以中华人民之众、土地之广，人人本必死之决心，以其热血与土地凝结为一。吾人外得国际之同情、内有民众之团结，继续抗战，必能达到维护国家民族生存独立之目的，特此宣告，惟共勉之。”[55]:59由于苦战之后，实力丧失十之六七，无法遏止日军前进，预设之长江至苏州、嘉兴及江阴至无锡国防线不守[17]:664-665。除军队耗损，淞沪会战后期毫无章法之撤退令战线完全崩溃，令日军得以长驱直入，间接导致南京保卫战提早开战[57]。东京大本营主张不进攻南京，设下追击“统制线”，限制日军在苏州、嘉兴以东之线；日军前线将领则主张“暴支膺惩（惩罚暴戾的支那）”，认为只要逼迫中国，占领北平、天津、上海、南京，就能屈服中方求和，逐渐成为日本舆论主流；12月1日，东京大本营颁布《大陆命第八号》，正式下达“敌国首都南京攻略”之命令[55]:62-63。根据相关研究，日本陆军自1937年7月7日至12月31日至少在华东死亡24,026人，其中战死至少18,344名，战伤死至少3,554名，病死至少2,093名，事故死至少35名（实际死亡人数很可能远高于上述数据）
南京攻守
1937年11月下旬，松井石根5万部队兵分6路，进兵南京[55]:63。12月3日，数十架日机飞临南京上空，中国空军只剩下两架零件完整能起飞之战机，乐以琴、董明德驾驶美国造“霍克III型”双翼驱逐机迎战，乐以琴殉国，年仅23岁[55]:63-64。12月8日晚，日军全线突破中国军队的外围防线，直逼南京城[90]:99。12月12日，中国首都南京陷落，12月24日，杭州继之。
攻陷南京后，日军入城大肆搜捕中国士兵，第6师团奉命“不论妇孺，一概格杀”，又以“未和中国宣战”为由，中国士兵不具俘虏资格，默许集体杀戮、施暴[55]:66。12月13日南京失守后，日军遂进行震惊世界之“南京大屠杀”[57]。当时南京各国记者（包括日本随军记者）报导：民众被迫自掘坟坑，然后日军以机枪集体射杀；中国人遗体堆叠山高，成堆抛入长江[55]:66。日军进入南京后，大肆劫掠、奸淫、屠杀，被掳官兵、平民妇孺，或遭集体扫射或被砍死，为时一周[17]:665。国军第七十三军七十七师排长徐朝禄少尉见到“沿街满是尸体，还有好多赤裸的女人及女孩，被日本人用刺刀从下体挑得肚破肠流，躺在那里。”[55]:66日军用绳索，将数百名徒手士兵或民众捆绑在一起，用机枪扫射，或用汽油焚烧[91]:31-32。由1937年12月13日至1938年1月底，日军在6个星期内，屠杀至少20多万人[55]:68。在张纯如《被遗忘的大屠杀：1937南京浩劫》里，列出不少机构和学者对南京大屠杀遇难人数之研究数据：根据当时南京之埋葬纪录，最少也有20万人；远东国际军事法庭录得死亡人数为26万；南京军事法庭提出遇难者总数在30万人以上，在中国被普遍接受[92]:169。12月15日，蒋发表《为我军退出南京告国民书》：“中国持久抗战，其最后决胜之中心不但不在南京，抑且不在各大都市，而实寄于全国之乡村与广大强固之民心。”[55]:6512月17日，中支那方面军举行南京入城式[90]:103。而根据日本陆军内部资料，自1937年11月8日至12月13日止，日本华中方面军总共死伤两万六千多人。
华北作战
华北日军占领北平后，一方面以主力沿平汉铁路进攻河北保定、沧州、石家庄、德县一线；另以一部在主力右翼，沿平绥铁路北攻南口[17]:665。1937年日军在关东军参谋长坂垣策划下，以相当大兵力主攻南口，中方由汤恩伯部之王仲廉师苦守，8月9日，日军开始正式攻击[40]:94。察哈尔境内日军南攻张家口，激战16天，8月下旬，南口失守，张家口亦陷[17]:665。8月31日，日军中国驻屯军与到达的国内援军编组为华北方面军、第1军和第2军[90]:82。日军进陷山西大同[17]:665。9月13日，李服膺部在天镇、阳高一线守护不力，大同弃守[40]:95。第二战区司令长官阎锡山在平型关、雁门关一线组织防御[90]:83。
太原会战
第八路军朱德部奉命增援，与山西王靖国部配合两方夹击。1937年9月25日，日军第5师团第21旅团被八路军第115师在平型关以东设伏，经过激战，该部日军1,000余人被全歼，并缴获大批军用物资[84]:323；击毁汽车100辆、大车200辆，缴获步枪1,000多支、轻重机枪20多挺、战马53匹[94]。甫经编为国民革命军第八路军之红军林彪师会同晋军、陕军重创4,000日军于晋北平型关，为中国在北战场之首次胜利。9月26日，中国军队歼敌一个联队，日军向蔡峪口溃退，中国军队继伏重兵于平型关之土沟，待其增援之两联队经过，尽予以歼灭，遂成平型关大捷。蒋致电嘉奖。9月26日起，日军于连云港与中国军队发生炮战，图在墟沟登陆。9月27日，中国军队乘胜攻灵丘，两败日军。10月2日，日军占领连云港外东西岛。
10月初，卫立煌率国民革命军第十四集团军从河北石家庄转赴晋北增援，并负责指挥忻口会战[90]:87。忻口正面中国守军与处于日军后方第十八集团军密切配合，多次重创日军，使日军在晋北苦战[39]:434-452。10月26日，日军左纵队进抵娘子关侧后，中国守军主力仓促后撤，日军当日攻破娘子关，并追击溃退的中国守军[90]:91。中央军及晋军破之于忻口，军长、师长战殁，而战地不为之动[17]:665。
10月，日军一支西陷绥远省城归绥，一支南犯太原[17]:665。11月2日，晋东方向日军占领昔阳，形成与晋北日军会攻太原之势，忻口中国守军当夜南撤保卫太原[39]:470-475。日军改自河北攻晋东；11月9日，日军占领太原[17]:665。
8月8日，蒋分析国军作战态势时认为：“全部战略之弱点，乃在山东，应设法补救。”[55]:82南口之战告一段落后，日军循平汉铁路南下：9月，攻陷河北保定；10月，攻陷石家庄；11月，攻陷河南安阳；另一路由津浦铁路南下，攻陷德州[17]:665。青岛以陷于海陆夹攻，守军于炸毁纱厂后西撤[17]:665。1938年1月11日，蒋由武昌飞开封，召集第一战区、第五战区团长以上军官会议，演讲“抗战检讨与必胜要诀”，要求各将领要铲除保存实力、拥兵自重之亡国思想，演讲完毕，当场下令逮捕韩复榘[55]:83。1月14日，经国民政府法院将韩复榘判处死刑，之后枪决[95]。
根据利用日方官报死者名单所做出之研究，1937年日军至少在华北战死8,177人、战伤死1,164人、病死546人、事故死87人、原因不明死去1人，总共在华北至少死亡9975人；在内蒙至少战死112人、战伤死13人、病死5人，总共在内蒙至少死亡130人，合计1937年日军在华北与内蒙至少死亡10,105人（然华北战场实际战死者数量应该有更多的上修空间，因为根据日军之后的机密文件显示，当场战死的人数往往是伤重不治者的十多倍，所以华北战场实际的当场战死人数应比8,177人多出不少）。
华东作战
1938年2月，津浦铁路北段日军（华北方面军）深入鲁南，南段日军（华中派遣军）越过淮河，企图合犯徐州[17]:665。面对徐州北面门户洞开，李宗仁调整部署，同白崇禧商定改为节节抵抗、诱敌深入，吸引日军孤军南下，相机将敌围歼[55]:85。3月，南来日军进攻临沂，为时8日，伤亡颇大[17]:665；在津浦铁路南段，张自忠第五十九军（30,000人）强行军不到24小时到临沂近郊沂河西岸，3月12日分两路强渡沂河，同时庞炳勋第三军团（第四十师5个团，13,000余人）从临沂杀出，坂本支队（第5师团第21旅团为主力）向北溃退[55]:86-88。3月17日，国军第二十二集团军第一二二师师长王铭章3,000多人殉国；3月18日，濑谷支队（第10师团第33旅团为主力，配属炮兵、工兵、装甲车之“战斗群”，约万余人）攻下滕县[55]:85-86。
徐州东北台儿庄攻守尤为激烈，为时4周[17]:665。濑谷支队以第63联队组成“台儿庄派遣队”，3月24日开始进攻台儿庄；同日蒋带白崇禧到徐州，隔日白崇禧向蒋建请调来有德式反战车炮之中央炮兵第十团；孙连仲第二集团军第三十一师池峰城部守台儿庄，至3月31日全师伤亡超过七成，孙连仲挂电话给池峰城：“士兵填完了，你就填上去，你填进了，我就来填进去！”[55]:88-89。中国以4倍兵力，截断日军补给，歼其16,000人，日军于4月7日后撤，证明其并非无敌[17]:665。4月7日，汤恩伯第二十军团（10个师，72,000人）大败坂本支队；同日李宗仁、白崇禧下令全线反攻，汤恩伯军团、孙连仲集团军反攻大破濑谷支队，重创坂垣师团[55]:91-92。3月16日至4月15日之“台儿庄会战”，中国军队约29万人和日军约5万人在徐州台儿庄激战一个月，中方伤亡5万余人，毙伤日军2万多人；中国最高统帅蒋介石曾3次赴徐州视察督战[94]。捷报传到武汉，10万人上街游行庆祝[55]:95。南京失守后之士气为之重振，人心尤为兴奋[17]:665。日军两个师团伤亡近2万人，中方死伤3万余人[55]:95。日军改向山东、河南之交与安徽北部进攻[17]:665。5月17日，李宗仁主动放弃徐州，国军主力撤出[55]:95；月底，河南兰封、归德相继失陷，日军攻打襄阳、樊城[55]:106。5月，国军放弃徐州，战场移于豫东[17]:665。历史学家黄仁宇称：“不是先有国军才有抗战，而是因为抗战才造就出国军”；4月25日，李宗仁呈蒋四月敬电：“前次台儿庄作战，孙总司令连仲指挥所部，固守台儿庄各村落，虽敌屡以主力，集中炮火，猛烈攻击，皆能不恤伤亡，沈着应战，并时反击，予敌以重创，使汤军团及张轸师，达成包围，把握胜利。汤军团长恩伯，指挥主力，迂回枣、峄，行动敏捷，侧击敌军，果敢攻击，获取胜利之基础。该总司令、军团长，忠勇奋发，指挥洽当，寔已开国军胜利之途径，树袍泽奋斗之楷模，恳予特别褒奖，以励有功，至所部各级官长作战功绩，已令查明呈报，以资分别奖叙。谨电呈鉴核”[55]:96。
1938年6月5日，国军不守开封[17]:665。国军掘毁郑州以东花园口黄河堤防，洪水向南泛滥，人民损失惨重[17]:665-666；6月9日决口成功，开始放水[55]:109。总计淹没40余县，河南民宅冲毁140余万家，陆沉800余万亩，安徽、江苏耕地陆沉1,100余万亩，倾家荡产者480余万人[17]:666；夺去89万民众性命。日军进攻郑州、南窥武汉之企图为之滞延。
华中华南作战
武汉为南京撤退后最高统帅部所在地，亦为日本次一攻击目标[17]:666。1938年2月以来，日本空军不断轰炸，遭到坚强抵抗：2月8日，中国空军及苏俄义勇军击落日机14架，中国大队长李桂丹战殁；4月29日，击落日机21架，中国损失9架，苏俄损失2架[17]:666。6月15日，日本海军溯长江西上攻陷安庆，会同陆军突破江西马当要塞[17]:666。7月25日，九江失守，武汉外围会战开始，日军分3路前进[17]:666。 8月末，日军攻陷六安、霍山。9月2日，直逼大别山峡口的富金山。富金山位于固始南部史河南岸，当叶(家集)商(城)公路要冲，东连六安、合肥，西通潢川、信阳，山势险峻，第71军宋希濂率部严阵以待，决心在此阻击日军，指挥部就设在千年古刹妙高寺 此次阻击战71军以劣势装备，依托有利的地形阻强敌于富金山逾10日，成功抑制日军的攻势。日军的进攻部队损失过半，死伤近万。中国守军也伤亡惨重，仅第36师就由参战前的1万多人，锐减到八百馀人。 日军担任第一线进攻的荻洲立兵13师团连续5次补充兵员，总伤亡过半，随军战地记者发回东京的消息称：“此役由于受到敌主力部队宋希濂军的顽强抵抗，伤亡甚大，战况毫无进展”，“我军遇到强手，束手无策”。日军3个师团战死4000馀人，尸体皆“运叶家集焚化，臭闻十馀里。” 此战中国军队成功抵挡日军第2军的攻击，毙伤日军第13师团逾万人，为国军赢得了调整部署的宝贵时间，彻底粉碎了日军越过大别山迂回武汉的战役企图。 9月14日蒋介石通电全国全军嘉奖：“……是则宋军陈师之壮绩，已获得超出之代价，尤其精神上足使敌确认我愈战愈强，抗战精神，历久弥增，令其气短。……”并号召全军学习36师的精神，“各奋英勇”，杀敌报国。
9月底，日军主力第106师团孤军深入到江西九江德安县万家岭地区，国军第九战区部队由薛岳指挥下属10万将士，在南浔铁路战场与日军约28,200人激战13昼夜，歼敌1.4万，日军前所未遇重挫[94]。
10月12日，日军4万人登陆大亚湾，10月21日占领广州[17]:666。10月24日，国军主动退出武汉，武汉会战结束；11月11日，日军占领岳阳；11月12日长沙大火，20万人无家可归[55]:114-115。《中国大百科全书》认为：“由于蒋介石实行片面抗战和单纯防御之战略方针，致使中国大片土地相继沦陷”[99]:472。蒋致孔祥熙十一月皓电：“湖南省政府主席张治中用人失察，防范疏忽，致长沙大火人民受殃，着即革职留任，责成善后，以观后效。”[55]:117尤其是武汉失守以后，抗日力量严重削弱。
日本于1937年12月22日向中国提出更苛刻“和谈”条件，并声称“蒋介石须在规定的时期内派遣和平谈判代表至日本所指定的地点”[101]，蒋乃中止与日本谈判[102]:1473。
1938年1月11日，日本御前会议通过〈处理中国事变的根本方针〉，决定：“如中国现中央政府不来求和，则今后帝国不以此政府为解决事变的对手，将扶助建立新的中国政权，与此政权签订调整两国邦交关系的协定，协助新生的中国的建设。对于中国现中央政府，帝国采取的政策是设法使其崩溃，或使它归并于新的中央政权。”[103]:385-386。1月16日[61]:13，近卫文麿发表由大本营和政府联席会议通过之〈不以国民政府为对手的政府声明〉，公然宣布“今后不以国民政府为对手，而期望真能与帝国合作的中国新政权的建立与发展，并将与此新政权调整两国邦交，协助建设复兴的新中国”[103]:386，而与各省政府主席签订和约[17]:676。1月18日，国民政府发表〈维护领土主权及行政完整的声明〉，严正表示“必竭全力以维持中国领土主权与行政之完整。任何恢复和平办法，如不以此原则为基础，决非中国所能忍受”[104]。同年底，第三次近卫声明发表[61]:14。
1938年1月，孔祥熙继蒋为行政院长，3月，蒋任中国国民党总裁，汪精卫任副总裁，汪难免有不快之处[17]:677。12月19日，汪夫妇与追随者从重庆出走，先到昆明，然后转往河内[55]:149。12月29日，汪致电中国国民党中央党部，请依近卫之善邻友好、共同防共、经济提携3点，与日本恢复和平[17]:678。1939年1月1日，中国国民党召开临时紧急会议，永远开除汪精卫党籍；撤革所有职务，国民政府下令严缉民族叛徒[17]:677。3月，汪在河内遇刺，未中，再宣布和平是中国独立生存之要道，急于自立政府[17]:678。汪一行人在日方协助下，5月抵达上海，6月转赴东京[55]:153。12月30日，日、汪签订《日支新关系调整要纲》，参与其事之高宗武及陶希圣竟逃往香港，将全文披露，证明汪之卖国证据，日、汪大感狼狈[17]:678。1939年9月12日，日本成立中国派遣军总司令部，西尾寿造任司令官，板垣征四郎任总参谋长[61]:15。1940年3月26日，汪精卫伪组织在南京成立[74]:41。1940年，汪精卫在日本的保护下来到南京，以“还都”的名义于3月29日成立“中华民国国民政府”。蒋严正驳斥，明令通缉。
中共代表潘汉年在袁殊引荐下与日本驻上海领事馆岩井英一会面，岩井要求中共与日本、东南局双方情报相互交流，潘汉年答应会帮“岩井公馆”（专门搜集重庆、英美情报的单位）在香港搜集关于英美、国军的资料[105]:96-113。随后岩井英一协助潘与汪政府的影佐祯昭会面，双方达成了互不侵犯的基本共识[106]。1940年在经过饶漱石同意之下潘汉年与李士群取得联系，开始与新四军展开交流合作[107]。1941年潘汉年住进李士群的私人寓所[108]，同年李士群成功捕杀国民政府最大地下抗日组织（上海区书记齐庆斌），戴笠：“李士群阻挠国府在沦陷区实施各种政策，凡足以献媚日敌者，无所不用其极。另在杭州设无线电台，专侦察我军事行动，实为抗战以来罪大恶极之巨奸。”[109]陈恭澍对李士群与中共联手感到痛心：“七十六号（汪政府下以李士群为首的组织）”是杀人不眨眼的，他们是一伙汉奸、强盗、流氓及共党份子组成的罪恶集团，以往人们以为“七十六号”只是一个罪恶的渊薮而已，但很少人了解，它还在暗中掩护共产党地下活动，并协助共党份子直接、间接打击国民政府抗日工作人员[110]。岩井英一的回忆录《回想的上海》中说，“事实完全相反，是中共特务把通过国共合作得到的蒋介石为首的国民党军队的情报提供给日方，目的存在弱化国民党的意图”[111][112]。1943年6月25日，陈布雷呈给国民政府中央的电报指出：“共党潘汉年现充新四军代表，由李士群之拉拢，在京沪江淮一带公开活动与敌伪交往频繁，延安代表冯延寿（实际上其为饶漱石的人）（化名）在南京与日军及汪精卫洽商政治停止摩擦、军事停止冲突、物资相互交换等。”[113]1943年9月5日，毛庆祥呈给国府中央的电报：“敌方（日本）极力献媚苏俄，企图完成联俄联共政策，尤其希望在中国联络共产军牵制国民革命军作战之兵力，现奉日军命令汪逆精卫会见八路军毛泽东代表进行谈判，而潘汉年早与汪伪正式谈判妥协，且由汪伪介绍潘汉年与日军领袖见面，东条认为此举是与东军联俄互相配合之行动，但驻南京之日军总司令长官畑俊六大将则坚持反对联合。
为动摇国民政府抗战决心，迫使其屈服投降，从1938年到1943年，日军出动大量飞机，对成为中国抗战政治中心之重庆持续数年“战略轰炸”，使许多民众遭轰炸而牺牲[80]:132。1939年后，日本空军对中国后方轰炸远及于西北兰州、西安、西南之昆明，而以重庆为主要目标[17]:686-687。总计日军对西南大后方，投弹60,174枚；重庆受创最烈，尤其是5月3日至5月4日，落弹上万枚，伤亡惨重[117]:32。特别是1941年6月5日，日军出动24架飞机分三批轮番轰炸重庆，空袭时间长达5个小时；十八梯大隧道内由于避难民众人数过多，通风不畅，致使1,200名左右之避难市民被活活闷死；这就是“六五大隧道惨案”[80]:132。此一年之内，总计各地被空袭2,600余次，人民死者28,000余，伤31,000余，房屋被毁138,000余间[17]:687。除少数边远省份外，中国各省均曾遭到日机轰炸；这种不区分军队与平民目标之无差别狂轰滥炸，给民众生活带来深重灾难，人们长期生活在恐怖之中
日本为巩固已有据点，维护水陆运输线，扩大占领区，严密封锁中国对外交通，1939年至1941年，一再发动攻势[17]:686。重要战役，一为两次赣北之役：第一次在1939年3月，日军约50,000人，进犯南昌，国军约20万迎击，一周后南昌陷落；第二次在1941年3月，日军约4万，国军倍之，激战于南昌以西地区，为时2周，日军颇有损失[17]:686。二为两次鄂北、豫南之役：1939年4月，国军在各战区反攻，5月，武汉日军5万分路进攻，为10余万国军所遏阻，成相持之势[17]:686。历史学家吕芳上称，1940年枣宜会战中，第三十三集团军总司令张自忠与敌激战九画夜，命令部队死守阵地，没子弹用刺刀、用大刀、用石头、用牙齿与敌缠斗、拼个死活，以原始身躯对付现代武器[55]:5。1940年5月，日军再度进犯，兵力约增加一倍，中国国军第三十三集团军总司令张自忠阵亡，6月日军占领宜昌，截断四川、湖南间水运[17]:686。三为两次湘北之役：1938年11月，日军自湖北侵入岳州，湖南省政府主席张治中下令纵火，长沙全市几化为灰烬，1939年9月日军10万来攻，10天后为国军20余万拒退，为第一次长沙大捷[17]:686。长沙会战结束后，白崇禧在衡山军事会议上分析，日军有“快”、“硬”、“锐”、“密”4项优点；国军在反击时，应以稳定对快速、坚韧对强硬、伏兵对锐利、严明对机密[55]:162。
1939年2月10日，日军占领海南岛[74]:39；6月发动潮汕战斗占领潮安、汕头；11月，登陆钦州湾；兵力约5万人，西趋广西，袭陷省城南宁，完全断绝中国与法属印度支那间之交通[17]:686。11月15日，日军70艘登陆艇在北海湾龙门港登陆，很快占领南宁；12月4日，占领昆仑关；桂林行营主任白崇禧要收复昆仑关，向蒋申请调用中央军第五军任主攻[55]:155。12月，国军16万于南宁东北昆仑关大举反攻，历时两月[17]:686。12月18日，国军反攻，血战近两周夺回昆仑关[55]:157。而在1939年10月下旬时，时任陆军次官的阿南惟几在省部联合会议上发言表示，已经有数十万名日军阵亡于中国战场[118]:46。
日本对外扩张政策，分南进与北进[17]:684。1939年5月起诺门罕战役，苏军在朱可夫统领下以寡敌众，击溃日本关东军两个师团[55]:155。7月，日本决定南进，为处理“中国事变”，更须解决南方问题，断绝越南、缅甸与中国交通[17]:684。
国民政府1938年11月划分的十二个作战区域，分别为第一战区、第二战区、第三战区、第四战区、第五战区、第六战区、第七战区、第八战区、第九战区、第十战区、鲁苏战区和冀察战区[121]:409-410。
为孤立抗日力量，日军强迫大批老百姓迁徙到其划定之变相集中营，建立“集团部落”，使许多地方成为“无人区”，以此割断民众与抗日军队之联系[80]:133。日本严格禁止老百姓在“无人区”居住和耕作；而在“集团部落”内部，则实行“米谷统制”政策，农民自己加工粮食之工具也被没收；日军规定农民生产之一切粮食果品统归大仓，严禁私留或者买卖，否则受到严厉惩罚；生活在“集体部落”之老百姓已经失去一切人身自由[80]:133。
日本军制造“满洲国”后，万里长城成为它与华北地区之所谓“交界”地带；从1941年秋到1942年秋，中国共产党领导之八路军沿长城一线建立带状之抗日根据地；日本军感到威胁，在“满洲国”军配合下，把居民强行迁移到集团部落，将原来之村庄烧毁，不愿意迁移之居民则被屠杀，结果在沿长城一线建立500公里以上之无人区；因此，大量农民失去家园，因饥饿与疾病而死亡[80]:133。1940年10月2日至11月30日间，日军在扫荡八路军晋冀鲁豫边区的太行区与太岳区时，下令：“这次作战，与过去完全相异，乃是在于求得完全歼灭八路军及八路军根据地。凡是敌人地域内的人，不问男女老幼，应全部杀死；所有房屋，应一律烧毁，所有粮秣，其不能搬运的，亦一律烧毁，锅碗要一律打碎，井要一律埋死或下毒。”[122]
1939年华北日军总共有6,637人战死、16,758人战伤，1940年华北日军则有6,337人战死，13,200人战伤[123]，上述伤亡都是国共游击武装力量在敌后作战所取得的战果。
1940年因日军重兵围剿和集团部落的隔离措施，在满洲国敌后坚持抗战九年的东北抗日联军陷入困境。东北抗联第一路军总司令杨靖宇在与关东军的战斗中阵亡，抗联大部被迫退入苏联境内整编。
1940年，日军出兵侵入越南，威胁英荷南洋帝国[40]:257。6月，乘法国在欧洲战败，迫令维希法国停止滇越铁路为中国运输物资，中国通海口之交通线全断[17]:684。7月，英国政府为讨好日本，竟封锁中国唯一国际边道滇缅公路，使中国作战物资之出口完全断绝[40]:257。后因美国对日态度趋于强硬，3个月后，始行重开[17]:684。自此中国深感财政困难，通货膨胀不已，军民生活日益艰苦，直到1944年秋间，实为中国抗战最艰苦阶段[40]:257。9月，六万日军登陆安南北部进攻滇桂[74]:41。而日军同样付出极为惨重的代价，如东条英机在1941年10月14日的发言当中，就承认日军已经有数十万人在华作战阵亡[119][118]:611。另根据日本战后研究，在华日军作战阵亡或因重伤残废无法再度返回战场：1937年至少5.1万人，1938年至少8.9万人，1939年至少8.2万人，1940年至少4.2万人，1941年至少4.1万。
1939年华北日军总共有6,637人战死、16,758人战伤，1940年华北日军则有6,337人战死，13,200人战伤[123]，上述伤亡都是国共游击武装力量在敌后作战所取得的战果。
1940年因日军重兵围剿和集团部落的隔离措施，在满洲国敌后坚持抗战九年的东北抗日联军陷入困境。东北抗联第一路军总司令杨靖宇在与关东军的战斗中阵亡，抗联大部被迫退入苏联境内整编。
国共争夺敌后战场
1939年11月26日冬季攻势晋系阎锡山爆发十二月事变，11月28日薄一波领导的山西新军宣布起义脱离晋系编入八路军120师、129师编制，促使冬季攻势担任主力的第二战区处于混乱。12月冬季攻势，国军动员80个师，55万兵力，各战区分别收复包头、信阳、沁阳等城市；隔年更攻入开封、新野、襄阳、福州等地；日军反攻回复原来战线，日本军部检讨时认为：“……我军未依期望进展，掌握主动，致使中国军队能发动此一顽强之攻势，直可视为事变以来陆军最为黯淡之时期。
1940年3月，国军由山西南部经太行山至河北向日军发动攻势，八路军在距离日军50英里外的情况下发动抗击朱怀冰、石友三的6万国军，八路军取得上风[90]:390[125]。华中地区国共发生竹沟惨案、平江惨案等事件，中共处于不利地位[90]:388。1940年10月，新四军与苏鲁战区之国军游击队在江苏泰州黄桥镇冲突，消灭苏北国军[55]:171。苏北地区的中国共产党新四军与当地驻扎的国民革命军发生黄桥战役，一举击溃江苏省政府主席韩德勤所属国民革命军第八十九军[90]:391。军事委员会命令新四军一律开赴黄河以北作战；命令期限一再展延；第三战区司令长官顾祝同指挥第三十二集团军上官云相部包围新四军主力10,000多人[55]:171-172。1941年1月4日至12日，新四军在皖南泾县遭国军包围（皖南事变），军长叶挺以下5,000人被俘，副军长项英被杀，番号撤销；中国共产党称为第二次反共高潮，自行任命陈毅为新四军军长，刘少奇为政治委员，并要求恢复该军番号，惩办与事变有关人员，撤退华中国军，平毁陕甘宁边区封锁线，废除一党专政，再要求承认中国共产党之抗日政权，维持华北、华中及西北防地现状，八路军、新四军编为6个军，成立各党派联合委员会，国、共代表分任主席副主席[17]:682。最后中共统一整编陇海铁路以南的八路军、新四军部队为7个师。
1941年4月，苏联与日本签署《日苏中立条约》、《共同宣言》，其宣言内有：“……苏联誓当尊重满洲国之领土完整与神圣不可侵犯性，日本誓当尊重蒙古人民共和国之领土完整与神圣不可侵犯性”[126]:4681-4682。中国共产党出于此条约有利于打破德日包围苏联的局势，为国际局势考虑，表态全力支持。但其态度难以为民众所接受[127]:8-9。4月15日，《新华日报》发表社论声援两国条约，并重申日苏两国条约并未变更中国领土权，反而确保了两地的安全[128]。国民政府外交部王宠惠部长发表声明，强调东北四省及外蒙均为中华民国之领土，《苏日共同宣言》对中国绝对无效。
1941年7月，美国总统罗斯福禁止对日本输出石油等战略物资，冻结日本在美财产，并要求日军撤出越南[55]:178。珍珠港事件发生两天后的12月9日，中国正式向德国、意大利和日本宣战[129][130]。因此中国与英国签订了友好同盟条约，并与英美等国签订废除部分不平等条约，令重庆国民政府的国际地位上升[131]。
1944年春季，中国军队在华北、华中、华南敌后战场发动攻势作战，不过日军也发动最大规模的一号作战进行总攻击，日本稍微占上风的情况下，达到了最大占领范围；至1945年夏季国军反攻态势始慢慢出现，期间共歼灭日伪军47万余人，攻克城市70余座，收复大片国土。
中国内陆战区。
1939年9月至1944年8月期间，中国军队与日军在第九战区有过4次大规模会战，日军先后出动66万人次、共伤亡10.7万人，国军出动100多万人次、共伤亡13万人，在中国抗日战争中规模最大、历时最长；直到1944年5月第四次长沙会战，激战月余，日军才攻陷长沙[94]。1941年1月16日，日本陆军中央部制定了《对华长期作战计划》，企图在年内在不减少现有兵力，对重庆国民政府采取高压的军事态势，利用国际形势变化尽早解决中国作战[90]:338。1941年9月，日军第二次来攻，4天后退却，此为第二次长沙之捷[17]:686。日军第11军司令官阿南惟几目的在消灭第九战区作战主力，在9月28日攻入长沙，10月1日日军主动撤退；国军由西、北、南三面增援，损失严重[55]:177。第二次长沙会战于1941年9月6日爆发，历时33天，日军攻占长沙，之后迅速撤离，国军趁机收复失地，双方恢复战前状态[90]:345。阿南惟几为策应日军夺取香港作战，再次进兵长沙，薛岳领导国军节节抵抗，削弱日军攻势后往两翼撤退，诱使日军抵达长沙城下，两侧国军切断日军补给线；1942年1日日军不支后撤，遭国军拦截袭击，损失惨重[55]:177。第三次长沙会战是太平洋战争开战以来，同盟国取得的首次胜利，极大提升了中国的国际影响力[132]:99。
1940年起，有说法表明中共根据地开始从事特货鸦片种植销售，1942年鸦片收入成为中共边区经济最重要收入来源，1944年更达到总财政收入30％的规模，透过此类贸易赚得许多金子、法币等[133]:461-483[134]。美国驻华代办艾哲逊于9月4日在重庆以呈国务卿1541号函，述瑞典人加斯塔夫·苏得邦谈话：“在山西共产党地区种植鸦片所得之金钱，用以垫支共产党的岁收，维持共产党发行的货币，和购日本占领区的商品……大部分鸦片似乎是在敌人控制的区域内出售或易货”[135]。中共以晋北及陕北鸦片栽种区域最广，并以武装部队护送[136][137]:41-117[138]:263-298，将鸦片统一收购运至耀县及柳林销售[139]:79-80，国民政府曾于1943年4月欲派内政部陕豫甘宁绥区烟毒检查团赴陕北调查，遭萧劲光拒绝。
1942年5月，日军发动浙赣会战，在打通浙赣铁路，摧毁沿线机场后撤退[132]:99-111。
1943年5月9日至12日，日军在华中方面军司令官畑俊六的率领下，在湖南益阳南县厂窖镇屠杀平民3万余，强奸妇女两千多人，烧毁房屋、船只无数，史称厂窖惨案。
战事逆转
1943年11月，中、美、英三国元首在埃及开罗发表新闻公报《开罗宣言》，要求战后日本归还自1895年占领中国的所有领土[132]:488。1943年11月，日军进攻常德，战斗一直持续至12月20日，日军一度攻占常德，但在中国军队反击下最后撤退[132]:120-130。
1944年1月4日，支那派遣军向东京大本营提交作战计划，准备大规模进攻，打通平汉铁路及粤汉铁路，破坏美国在中国空军基地；1月24日，东京大本营批准作战计划，正式名称是“大陆打通作战”，行动代号为“一号作战”，动员兵力51万，轰炸机200架配合作战，调集2年用空军弹药，军用马匹67,000头。
为了取得东南亚地区的物资，日本于1944年4月发起豫中会战，击溃汤恩伯在河南省的大军，打通了平汉线之河南至武汉段[61]:841。4月23日、5月1日、5月25日，先后攻陷郑州、许昌、洛阳[55]:225。6月19日，日军攻破长沙[55]:235。6月2日，第十军进驻衡阳[55]:241。第十军军长方先觉率部顽强抵抗47天，最终城破[61]:848。第十军堀壕灌水，作背水一战之决死阵势，能夜战，常逆袭，日方称为“勇敢之重庆军”[55]:243。华中日军与华南日军又联手发起桂柳会战，一路占领广西，打通湘桂铁路，最后打到贵州省独山，震动重庆[61]:1032-1033。11月11日，桂林和柳州同时失守；12月5日，日军攻陷独山；12月10日，第二十九军军长孙元良率900余人，跑步抵达独山，挡住日军攻势[55]:272-274。
正面战场之中国军队在1944年缅北滇西反攻作战中也取得胜利，并在6月收复柳州后，制订反攻计划；日军被迫开始收缩战线[80]:165。1944年5月，由宋希濂指挥的中国远征军第十一集团军强渡怒江，发起滇西反攻，先后攻克日军坚固防守的松山、腾冲、龙陵，抢通中印公路[132]:551-555。1945年1月，中缅国军会师南坎[74]:46。中印公路首次通车，蒋决定命名为“史迪威公路”，自兹由印度运入作战物资，得以畅通，印度输油管亦接通至昆明。
1945年2月以后，盟军正逐步逼近日本本土，于是为了消灭美军在中国的飞机场以维持大陆交通线的通畅并早日结束中日战争以集中全力于本土防卫，1945年3月起日军先后发动豫西鄂北会战和湘西会战[61]:1034。在湖北，3月日本军向西北部发动攻击，于4月8日攻陷老河口[132]:559。“湘西会战”从1945年4月9日起，止于6月7日，是中国抗日战争中最后一场会战；日军为争夺芷江空军基地，共投入5个师团10万兵力，国军由何应钦亲自指挥9个军26个师18万兵力，战线长达200余公里[94]。战场位置在湖南省中西部，此战又称“芷江攻略战”[143]。日军攻入湖南西部，但是在中国军队抵抗之下，日军遭受挫败而退回原阵地[61]:1035。双方参战总兵力28万人，战线长达200公里[143]。国军在会战主力王耀武指挥下，取得雪峰山大捷，会战以日军战败而结束，歼敌3万余人[94]。在湖南战场上中国军民一寸山河一寸血之浴血奋战，激起中华民族战胜日军之信心和勇气，日军自此逐步收缩战线[143]。湘西会战之胜利，标志中国抗日正面战场由防御转入反攻阶段[94]。
1945年7月27日，国军反攻，收复桂林[74]:46。策定反攻广州计划，完成一切部署，陆军总司令部推进桂林。8月，美国第十航空队调增中国。
1944年9月，苏联驻伊宁县领事公开支持肯定“伊宁解放组织”，随后该组织在迪化市、阿山、塔城县、阿克苏等地建立分支机构，为之后的三区革命创造了有利的基础[144]。
日本投降
1945年7月26日，中国蒋委员长（未被邀请与会）、美国总统杜鲁门与英国首相丘吉尔，在波茨坦发表声明，对日本提出最后通谍，促其宣布无条件投降，否则将使用三国巨大之陆海军全部力量，使日本武力及其本土完全毁灭[40]:225。三国予以日本“最后之打击”[157]。日本始终认为如果无条件投降，等于毁灭日本；公告中虽有将来可依日本人民的意志，成立一个倾向于和平及负责之政府之字句，然而未提及日本最关心之是否保存天皇，因之不肯接受。
1945年8月6日，为避免采取大量伤亡的登陆战以及在先苏联一步拿下日本本土，美军在日本广岛市投下第一枚原子弹，8月9日又在长崎市投下第二枚原子弹[61]:1245、1250。8月8日，苏联根据雅尔塔秘密协议宣布对日作战，随后出兵中国东北，相继占领朝鲜北部[80]:165。鉴于日本政府当时的铃木贯太郎内阁对于波茨坦宣言要求日方无条件投降的反应是在日本媒体上出现的用词"默杀"，被西方解读为拒绝。在日本投降前9天，苏联共产党总书记斯大林认为日本在二战期间最虚弱也是攫取最大利益的时刻。8月9日，中国各个敌后根据地军民开始大规模反攻作战，取得重大战绩[80]:165。8月10日下午7时，日本政府正式向中、美、英、苏四国发出《日本请降照会》[159][61]:1256。下午7时50分，日本政府请降书，已请由瑞士、瑞典转达盟方，日本愿意接受盟方《波茨坦宣言》之各项规定，无条件投降，但仅要求保留天皇，仍为日本元首[40]:227。晚上8时许，日本无条件投降消息经中央通讯社收获，发布号外，“顷刻震动全市，街头人山人海，遍处欢呼呐喊……超过十万以上之男女老少市民……奔赴国民政府暨中央党部前欢呼，向蒋主席致敬……”[160]:668-669同日，在延安总部，八路军总司令朱德发布大反攻第一号命令[161]，令山西、河北、山东、绥远军队进向察哈尔、热河、辽宁，配合苏联及外蒙军作战，亦即抢先进入东北[17]:720。8月13日，毛泽东对干部演说[17]:720。8月14日，朱德、彭德怀电陈蒋，公开表示抗拒统帅部8月10日给予该军驻防待命之命令，8月15日朱德又自称“中国解放区抗日军总司令”致电冈村宁次饬其命令所属日军投降，受降地点及代表指定：一、华北在阜平地区，由聂荣臻负责；二、华东在天长地区，由陈毅负责；三、鄂豫两省，在大别山地区，由李先念负责；四、广东在东莞地区，由曾生负责[162]:404。
在中国军民和苏美盟国打击下，日本已无力继续战争，于1945年8月15日宣布无条件投降[80]:165。1945年8月15日晨，同盟国由瑞士政府之通知，获悉日本天皇已颁敕令，接受《波茨坦宣言》之各项规定，宣告投降后，遂同时公布日本无条件投降[40]:230。是日正午，日本昭和天皇通过广播发表《终战诏书》，宣布接受无条件投降[74]:46-47[61]:1280。8月15日15时，中国解放区抗日军总司令朱德致电冈村宁次，饬其命令所属向中国共产党投降[54]:147。朱德另电冈村宁次，命令日军分别向华北、华东、华中、华南（广东）中共将领投降[17]:721。8月16日，日本大本营向全体陆海军发布命令，停止战斗行动[132]:681。于1944年接替汪精卫担伪国民政府主席兼行政院长之陈公博，宣布解散伪国民政府，汪精卫政权宣告灭亡[64]。日本既已宣布无条件投降，盟国遂委任麦克阿瑟将军为盟军最高统帅，接受所有日本皇军投降（all Japanese armed forces by the Emperor）[注 10]，并负责主持占领日本本土，日投降代表团由首席代表河边虎四郎参谋总长率领，于8月19日乘飞机至马尼拉，签订投降条件[40]:234。国军按照盟军最高统帅麦克阿瑟于《一般命令第一号》所划分之受降范围，中国战区受降范围应为中国（东北除外，归苏军受降）、台湾以及越南北纬16度以北地区，由陆军总司令何应钦上将代表中国战区最高统帅蒋委员长接受日本全面投降[40]:234。8月17日下午5时32分，冈村宁次覆电表示服从指示[40]:234-235。
苏联武装部队总参谋长阿列克谢·因诺肯季耶维奇·安东诺夫大将发表声明：“八月十四日日皇所发表的投降声明，仅仅是无条件投降的一般宣言，给武装部队关于停止敌对行动的命令尚未布，而且日本军队还在继续进行抵抗，因此，日本实际投降尚未发生。我们只有在日皇命令其军队停止敌对和放下武器，而且这个命令被实际执行的时候，才承认日本军队投降了。鉴于以上各点，远东苏军将继续对日攻势作战。”8月9日，苏军占领德王府，8月23日，八路军攻克张家口，“蒙疆联合自治政府”宣告结束。
9月2日，日本外相重光葵、参谋总长梅津美治郎代表日本政府向盟军统帅麦克阿瑟投降[17]:715，中国派徐永昌参加签字见证[74]:47。9月8日，何应钦由芷江飞南京，9月9日上午9时，代表最高统帅，主持中国战区日本投降签字典礼[40]:237。日本中国派遣军总司令冈村宁次向中国陆军总司令何应钦投降，八年中日战争告终[17]:715。按盟军指令，中国战场上的日军必须立即向国民政府投降，但中共中央则不这么认为，除热河、察哈尔之张家口、山海关等6都市由苏联军所占据转交给中共外，其余重要都市多未进入和平状态，战事仍然持续[164]:218-222。
8月，设置台湾省行政长官公署，以陈仪为长官[74]:47。10月，中华民国国民政府奉麦帅下达之命令接受在台日军的投降并接管台湾。10月25日，驻台日军在台北公会堂完成受降仪式[，随后，陈仪发表广播称恢复对台湾、澎湖列岛之主权，台湾已经光复。
战后影响
经过14年之冲突，中国士兵至少伤亡300万人，可能另有100万人因病及营养不良而亡故；阵亡士兵有90%以上是蒋的部队；炸死、烧死、饿死、淹死、被枪打死之中国人民还有900万人；不同时期，前后有数千万人成为难民，很多人颠沛流离死在路途中，不少人则在难民营过世[189]:23-24。在中国抗日战争中，中国军民共伤亡3,500万人，财产损失6,000亿美元，中国人民为民族之独立解放付出重大代价；中国战场牵制日军陆军兵力之60%以上和大量海空军力量，对世界反法西斯战争做出卓越贡献；中国国际地位也因此而提高[80]:165。中国在战争中所承受的损失极大[190]:32。另外有统计，中国抗日战争直接伤亡合计可能达2,062万人，合可累计之战争直接伤残人口，军民伤亡3,480万人[191]。1947年2月15日，联合国提出报告草案，详述中国八年所遭战争破坏：据估计战争死亡人数逾900万，由于战争死于疾病及受伤人数达数百万，劫后余生者亦陷于穷困和流亡；交通遭巨大破坏，教育受严重损害，工矿业十损其九，灾荒和瘟疫波及广西500万人、湖南1,000万人[48]:8287。 附：中国政府历年来公布的抗战军民受伤及死亡数据： （1）1946年底，国民政府公布军人伤亡331万多人，人民伤亡842万多人，共计1,173万人。 （2）1947年5月20日，国民政府对1946公布的抗战伤亡人员总数进行了修订，军人作战伤亡3,227,926人，军人因病死亡422,479人，平民伤亡9,134,569人，总计人口伤亡12,784,974人。 （3）中华人民共和国成立后，就日本侵华给中国造成的损失作了初步估计1,000万人和500亿美元以上的财产损失。 （4）1985年公布战争中的伤亡人数为2,100万人以上。 （5）1995年，公布战争中中国军民伤亡3,500多万人。