1938年夏天，中日雙方展開了中日戰爭中規模最大的一場戰役。為了這次戰役，中國傾全國之力，集結了110多萬軍隊。而日本方面為了這次戰役的勝利，也調集了超過40萬軍隊。這次戰役就是武漢會戰，此戰的勝敗關乎着中國的國運。兩國軍隊廝殺了4個月，最終武漢失守，但日軍也已經失去了繼續進攻的力量。中國的抗戰進入了相持階段，誰也佔不了任何便宜。
一、徐州會戰失敗，日軍兩路夾擊武漢
1937年12月，日軍攻陷中國的首都南京，並且製造了慘絕人寰的南京大屠殺。在此之後，華北地區與江南地區的日軍相互配合，準備一鼓作氣圍殲華東地區的中國軍隊。當時華東地區的中國軍隊在60萬人左右，這是中國抗戰最後的主力。這些軍隊一旦被日軍消滅，那中國抗戰的形勢將不堪設想。雖然中國軍隊取得了台兒莊大捷這樣的局部勝利，但無法挽回中國軍隊被南北夾擊的敗局。最終，中國最高統帥部命令軍隊向西面突圍。經過一番努力，50餘萬中國軍隊車工突出了包圍圈。徐州會戰堪稱中國版的敦刻爾克，但中國抗戰的形勢仍然不容樂觀。徐州會戰之後，日軍並沒有達到預想的作戰目的。為了迫使中國儘快投降，日本決定南北夾擊進攻武漢。
日軍的計劃是北路日軍進軍河南，然後沿着鐵路線直逼武漢；南路日軍沿長江逆流而上，兩軍在武漢外圍會師。當時武漢是中國最高統帥部所在地，是中國抗戰的中心，重慶只是一個備選方案。根據戰略部署的需要，武漢決不能丟。蔣介石調動了一切力量包圍武漢，川軍、滇軍、桂軍、粵軍紛紛北上。但是為了避免重演南京的覆轍，在戰役打響之前，最高統帥部已經命令所有的武漢居民撤離，把武漢變成一座真正的堡壘。為了徹底執行以空間換取時間的戰略，蔣介石調動了所有能夠調動的部隊。中國軍隊參戰的總兵力達到了110多萬，這麼多的兵力當然不可能都在武漢周邊。此次戰役遍及了四個省、兩個戰區，但戰役的目的是為了保衞武漢。
二、北路日軍行動遲緩，南路日軍遭受重創
為了減緩日軍的行進速度，為武漢會戰的部署贏得時間，蔣介石命令炸開黃河以水代兵。這一招取得了一定的效果，北路的日軍受洪水的影響，前進的速度受到了影響。而南路的日軍正沿着長江一線向西挺進，其中日軍106師團孤軍深入，中國軍隊看到了絕佳的機會。薛嶽指揮中國軍隊在萬家嶺一帶包圍了日軍106師團，日軍11軍司令官岡村寧次雖然一再命令其他日軍前往增援，但始終被中國軍隊阻擊。不過中國軍隊後勁不足，最終使106師團成功突圍。戰役從6月份達到了9月份，日軍步步向前推進。一旦遇到中國軍隊的頑強抵抗，日軍一直是老三樣：炮火、戰機加毒氣。中國軍隊沒有足夠的火炮，也沒有防毒面具，在被動禦敵的情況下損失慘重。
截止1938年10月，日軍南北兩路軍隊都已經逼近武漢，蔣介石打算在武漢外圍在進行一次比較大的戰役之後撤退。但是廣州的失守，致使他不得不提前命令撤退。原來為了防禦武漢，廣東地區的國軍精鋭已經北調。而廣州城與英法兩國有着很大的利益，蔣介石認為日本不敢冒着得罪英法兩國的風險進攻廣州。但是在1938年8月的慕尼黑會議中，英法兩國一再對納粹德國退讓，日本看出來兩國底氣不足。1938年10月中旬，日軍突然襲擊廣州城，廣州的中國軍隊猝不及防只得撤退。廣州失守之後，南洋地區的物資就無法通過廣州港口進入內陸，此時的武漢已經失去了大部分的價值。為此，蔣介石命令放棄武漢，退守湖北南部。
三、中國的抗戰進入了相持階段
此次撤離武漢完全吸取了南京的教訓，所有能夠拆走的設備全部遷移，無法移動的設備全部炸燬。城中居民全部撤離，把一座空城留給了日本人，這就是焦土政策。大名鼎鼎的漢陽兵工廠和漢陽鐵廠被拆的乾乾淨淨，一點東西也不留給日軍。10月24日晚，蔣介石離開武漢，此時武漢城外的槍聲已經密密麻麻。10月26日，日軍佔領武漢。此戰中國軍隊傷亡21萬，日軍傷亡4萬多人。雖然日軍佔領了武漢，但是此時的武漢已經是一片廢墟。更重要的是由於戰線的拉長，日軍也成了強弩之末。武漢會戰之後，日軍再也無力發動30萬人以上的大規模進攻，中國的抗戰進入了相持階段。武漢失守之後，重慶成為了抗戰的中心，中日雙方圍繞着湖南地區展開了反覆的拉鋸戰。
