还是在38年的6月份，蒋介石在布署武汉会战时，并非如其后的沿长江两岸依托有利地形，在豫湘赣的广大地域部署重兵递次设防，并以阵地防御作战和相机运动作战结合的方式大量杀伤、消耗敌人的有生力量以保卫武汉，仍以教条呆板的让部队在武汉外围构筑环形工事，准备死守武汉。据说最早还是德国军事顾问的建议。
当陈诚宣布作战方案时，参会的五十四军参谋长郭汝瑰坐不住了。他仿佛听见“陆大”教官的咆哮：“背水阵！你以为你是韩信吗？整个阵地毫无纵深可言，被敌人突破一点就得全线崩溃，难不成要部队跳长江去喂鱼？……”
“陈长官，54军参谋郭汝瑰有不同意见要讲！”坐在郭汝瑰身边的军官给会议间隙稍事休息的陈诚递上了一张纸条。
“听说郭汝瑰郭参谋有话要讲？那好，请吧！”
“多谢长官应允！”事关抗战大局，郭汝瑰不再顾忌很多，他笔挺地站起身来，斗胆直言：“我认为武汉会战应尽量利用幕阜山脉和大别山脉的有利地形及工事逐次抵抗，并在外线保持部队的机动性，以空间换时间，在武汉外围与日寇展开作战，藉以消耗日军的有生力量，如果我们不加以改变，我军将步淞沪、南京的后尘，以惨败结束，丢失武汉不说，还要损失无数精锐部队，更难以坚持持久作战。……”
参会人员对郭汝瑰的建议均表示赞同，陈诚请示蒋介石，得到赞许。陈遂指示郭汝瑰等人重新部署武汉会战的作战计划。最终果然如郭汝瑰预想，守军借助有利地形，与日寇周旋作战，在达成战略目的的同时，主力未遭受重大损失。
郭汝瑰原名郭汝桂桂，1926年报考黄埔军校成功考入，成为黄埔军校第五期学员，并改名为郭汝瑰。当时正值国共第一次合作时期，黄埔军校中的许多政治教员都是共产党员，郭汝瑰因此得以全面地了解共产主义，并产生了入党的想法。但不久就发生了“四一二反革命政变”，还未来得及入党的郭汝瑰便接到了党要求他回川说服其堂兄郭汝栋保持中立，不要倒向反革命的任务。回到四川的郭汝瑰，极力劝说堂兄，向其陈述利害，但郭汝栋表面答应却暗地里向南京老蒋表示效忠。
期间，因郭汝瑰受过系统教育，有相当的文化水平和表达才能，遂被郭汝栋安排在了他的政治部任科员，他利用这一机会到处发表演讲，宣传孙中山 “联俄、联共、扶助工农” 的三大政策。但不久，武汉的汪精卫就与南京的蒋介石同流合污，郭汝瑰暂时同党组织失去联系。
尽管大革命失败，全国进入到一个白色恐怖之中，但郭汝瑰想要入党的夙愿却愈发强烈。郭汝瑰仍尽力地与党组织联系，终于在1928年5月8日，在同学袁镜铭的介绍下，成功秘密加入中国共产党。
1930年4月，郭汝瑰升任国军二十军独立旅一团三营营长，奉命驻扎在湖北的花园、广水一带。期间，在袁镜铭的联络下，郭汝瑰配合红军游击队举行暴动，在行动中由于敌我混淆而负伤。袁镜铭也在之后被捕，不久后被杀害，郭汝瑰再次同党组织失去联系。郭汝瑰伤愈后回到二十军军部任参谋，当时蒋介石正极力清除潜伏在二十军中的共产党员，郭汝瑰怕自己的身份暴露，为了应付蒋介石，在郭汝栋的活动下，郭汝瑰被派遣到日本士官学校读书。1931年，郭汝瑰从日本士官学校退学，回到上海，并成功进入中国陆军大学第十期学习。三年后，郭汝瑰以总成绩第一的优异成绩毕业，被保送至陆军大学研究院第三期继续深造，未及毕业，就开始担任战史学教官。
1937年5月，全面抗战爆发前期，一心报效祖国的郭汝瑰请愿进入一线指挥战斗。在陆大同学曾粤汉的推荐下，到十八军第十四师任参谋长，成为陈诚的下属。抗战全面爆发后，郭汝瑰随十四师北上抗日，但在途中因淞沪会战爆发，又挥师南下，奉命在南、北塘口一线与日寇激战。
郭的同学曾粤汉已是第十四师所属第二十四旅旅长。但他畏敌不前，郭汝瑰遂临危受命代理曾为二十四旅旅长，率部八千余众与日寇浴血奋战。激战中，郭汝瑰亲临一线指挥，誓与阵地共存亡，并给师长霍揆章写下绝笔信，以明誓死报国之志：“我八千健儿已经牺牲殆尽，敌攻势未衰，前途难卜。若阵地存在，我当生还晋见钧座。如阵地失守，我则死在疆场，身膏野革。他日抗战胜利，钧座作为抗日名将，乘舰过吴淞口时，如有波涛如山，那便是我来见你了。我有两支钢笔，请给我两个弟弟一人一支，我那只手表就留给我妻子方学兰作纪念。”
至此，郭汝瑰率二十四旅全体将士与日寇反复冲杀七日夜，直至奉命撤退时，阵地还牢牢地控制在我军手中，所部八千余众，仅剩2千多伤兵和勤杂人员。此一战，使郭汝瑰成了家喻户晓的抗战英雄，宋庆龄、何香凝组织的慰问团还专程赶到二十四旅，并特别送给郭汝瑰一件毛衣。
也就是从那时起，郭汝瑰开始备受陈诚赏识。郭汝瑰随军撤至武汉后不久，便被任命为陈诚嫡系五十四军的参谋长。随之而来的武汉会战，将郭汝瑰善于战役谋划的能力更是显现得淋漓尽致，让陈诚刮目相看。
1942年2月16日，郭汝瑰率新五师参加长沙会战，首战便一举击溃日本王牌师团，夺回长沙会战至关重要的飘风山岭至汨罗江一线阵地，创造了抗战中的经典战术，郭汝瑰因指挥得当，以弱胜强，备受当局的嘉奖和青睐。10月，郭汝瑰代表中国军队参加中、美、英、苏四国代表关于对日作战的研讨会。会后，还受英方邀请，赴英国讲授为期30天的战术课。归国后，郭汝瑰又被陈诚调任专为培养“全能将校”的国际研究院任委员，该院共有研究委员和研究员41人，集中了当时蒋介石认为的全部精英。除此之外郭汝瑰还兼任由蒋介石任团长的中央训练团副大队长。此刻，郭汝瑰已经成为蒋介石眼中的“军界精英”。
1943年5月，郭汝瑰又看穿了日军佯攻常德，实则意在吃掉整个第六战区主力的企图。陈诚根据其建议，调整了前线部署，使日军没有达到出其不意的目的，无法速战速决，最终不得不全线退却。守军乘势反击，全面粉碎了日寇的鄂西攻势。蒋介石和陈诚对郭汝瑰的智谋颇为赏识。1945年3月，驻英归来的郭汝瑰被任命为军政部军务署署长，成为军政部最具实权的部门的一把手。此时，郭汝瑰已经是蒋介石和陈诚都深信不疑的精英。其后不久又升任他为第二十集团军参谋长，并兼任暂编新五师师长。郭汝瑰上任后，运用官兵民主等训练和指挥办法，将新五师这支由山寨、土匪武装整编的杂牌部队，练成了一支钢铁雄师。