1938年7月，日本开始进攻武汉外围广大地区。大战总司令为畑俊六大将，投入陆海空三军35万兵力，另以新增调40万大军配合作战。调动飞机500余架，军舰120余艘，作战经费32.5亿日元。据战后发现日军文件证明，连日本本土仅留的一个近卫师团，也待命随时增援武汉大战。日本大本营陆军部文件说:“陆军为汉口作战倾注了全力，没有应变之余力。”8月22日，日军大本营下达188号、参谋总长第250号命令可以归结为两点:第一，“攻占汉口附近地区”；第二，“把蒋政权逐出中原”。日本天皇的命令明确表示:“此次大战所期待的是使蒋政权降为地方政权。”

国民政府则调集全部海空军，计有战舰40余艘，飞机100余架，陆军120个师总兵力约110万人。蒋介石亲自坐镇武汉直接指挥。蒋亲自到中央广播电台发表继起悲壮的讲话:“中国人民和政府已被日本侵略者欺侮压迫到最后限度，中国军队为了民族之生存，决心在武汉地区与日军决一死战。抗战爆发以来，已经作战的经历，足以证明在阵地战上我军力量之坚强，将士作战之勇敢无畏。”不过他也强调了另一个目标:“我军此次作战，将不以一城一地的得失进退为重，而在于自动地选择有利的作战地区，达成歼灭敌人有生力量之目的。”

战至7月26日，张发奎九江失守。8月1日第九战区第一兵团司令薛岳奉命指挥九江至南昌以及鄱阳湖周围战事。他把7个军的兵力部署在德安、瑞昌、庐山地区，摆下一个他自称为“反八字阵”的阵势，迎战冈村宁次的第11军。薛岳说:“我这个反八字阵势，如袋捕鼠，又如飞剪，敌犯右则左应，犯左则右应。敌若钻进来，就很难逃出去。”

8月3日，敌106师团沿南浔铁路南下进攻南昌，到达庐山西麓马回岭附近，遭到以金官桥为主阵地的薛岳部队迎头痛击，薛岳命令第70军、第8军、第4军参战部队不许后退半步，否则军法从事！日军以战车、飞机、大炮配合步兵强攻，兼以施放毒气，硬是不能越雷池半步！战斗打得异常惨烈，持续到15日，双方均死伤惨重，但106师团已处于薛岳部队包围之中，师团中小队长半数伤亡，敌113联队长田中大佐、145联队长川大佐均阵亡于金官桥前沿。后来缴获的敌军日记记载:“几次进攻中，庐山上的迫击炮弹如雨点般从天而降，皇军大受威胁，死伤可怕。”还有一个专科学校毕业的士兵日记道:“庐山是支那名胜之地，‘难见庐山真面目’名不虚传，皇军在此遭到支那军精锐部队第19师的坚强抵抗，前所未有的激战，中队、小队长死亡很多，战斗仍在艰苦进行，与家人团聚的希望是困难的。”

第106师团被歼灭半数，达8000人以上！冈村宁次命令第101师团配合海空军，从星子方向沿德安、星子公路进逼德安，企图包围薛岳部队的侧后，切断南浔路。但此计被薛岳识破，他命令王敬九将军率领的第25军两个师，严守星子和隘口镇，迎击伊东正喜中将率领的101师团。薛岳命令王敬九，坚守的时间越长越好，为第1兵团歼敌创造有利条件。

王将军的25军在星子镇坚守了七天七夜。鉴于星子阵地已被日军全部摧毁，坚守已无意义，薛岳命令王撤退到隘口，而且此前薛岳已命令29军两个师、66军两个师布防隘口。第101师团进攻直到9月底，始终未能突破中国军队阵地。联队长饭国五大郎大佐被击毙，师团长伊东政喜中将被打伤送进医院，师团伤亡过半。冈村宁次只好命令101师团停止进攻，另增派第27师团从瑞昌、武宁方向进攻，以解救第106及101师团。薛岳立即调集部队，并电令各守军指挥官:“不能坐以待毙，要组织部队实施反攻。”

我国军队发动反攻，在麒麟岭全歼27师团铃木联队，第160师也在三角尖歼敌800余人。第106师团乘我军调集部队迎击第27师团之机，迂回万家岭，企图解救陷入绝境的第27师团及自己。薛岳又一次料到敌这步险棋，于是命令:

第74军第90师由大小金山向万家岭及其东北之敌攻击；第58师由狮子岩向万家岭、王家山之敌攻击；第142师攻击石堡山之敌；预备第6师攻击王家山靠石堡山方向之敌；第91师一旅迅速肃清头口附近敌人，协助预6师攻击并切断敌人北逃之路；新13师以一个团攻击何家山、凤凰山、石堡山西北之敌。

各部队于7日开始总攻，10日结束战斗。除106师团有千余人逃逸之外，其余日军万余人全部被歼！其中俘虏300余人。这是中国军队全歼日军一个师团的战斗，而在整个武汉保卫战过程中，日军却未能全歼我军一个师。

万家岭战役的前敌总指挥为第九集团军司令吴奇伟。和薛岳一样，吴奇伟也是身先士卒，亲临第一线指挥。有次他正与第四军军长欧震通电话，敌机俯冲扫射，吴奇伟毫不理会，直至敌机把他的电话机打碎。战斗主力是蒋介石的嫡系第74军，万家岭战役打响之前，蒋介石致电薛岳，要他把伤亡惨重的74军调到长沙修整。薛岳回电:“调不下来。”蒋二次来电:“第74军在岷山伤亡甚大，应予调下整补。”薛回电:“赣北各军作战时间都比74军长，伤亡都比74军大，各军都未调下整补，对74军也请缓予调下整补。”好一副“将在外，君命有所不受”的架势，事实证明他是对的。

时任74军军长的是老蒋的奉化同乡俞济时，俞在1932年淞沪抗战中便率领第88师重创日军第九师团和久留米混成旅团的进攻，俞被敌子弹穿腹负重伤。刚归属薛岳指挥时，俞也曾有怠慢之举，薛岳正色警告俞:“你要敢后退，就军法从事！”岷山一战，伤亡最惨重的是该军第79师。俞亲临前线时段朗如师长表态一定坚守，俞夸赞道:“像这样勇敢应战，忘我牺牲的将领，实在可贵。”

万家岭战役中，该军第58师由冯圣法将军率领，腹背受敌，两面作战，全师几乎伤亡殆尽，冯师长为守住阵地向俞求援，俞只得把军部警卫营派出两个连前往增援。该师终于扼死敌106师团之退路，保证了万家岭合围成功。该军另一个师为王耀武将军第51师，该师在据守岷山阵地的川军不战而逃时，奉薛岳命疾驶堵住缺口，浴血激战7昼夜，使飞机大炮助战的日军不得前进半步！万家岭战役，该师奉命攻占张古山，王耀武观察地形发现，该山易守难攻，却是整个战役的关键，必须夺占，但势必伤亡巨大。第305团团长张灵甫提议出奇兵从山后绝壁攀援突袭，配合正面进攻。于是亲自带领精兵上阵，果然灵验，很快占领该山。因此阵地对日军突围至关重要，以飞机重炮攻击，51师只得退下，入夜又夺回，经五昼夜反复争夺，张灵甫带伤坚持战斗，终于牢牢控制该阵地。这个争夺战，日军仅遗留阵前尸体就达四千多具！可以说，没有张古山争夺战的胜利，就不可能有万家岭大捷。

1939年冬天，田汉以此战役编剧演出，激励了无数中国抗日志士。因为此战中第74军打出中国军队的军威，田汉作词、任光谱曲，创作了《74军军歌》: “起来，弟兄们，是时候了，我们向日本强盗反攻。他，强占我们国土，残杀妇女儿童。我们保卫过京沪，大战过开封，南浔线，显精忠，张古山，血染红。我们是人I民的武力，抗日的先锋；人I民的武力，抗日的先锋！”因战绩辉煌，王耀武提升为74军军长，张灵甫升旅长。年底驻长沙时，在著名的长沙大火中，74军帮助百姓在灰烬中重建家园，张灵甫更是亲自率队伍帮助百姓。

1939年6月，黄埔三期学员王耀武接任74军军长，1941年春74军参加江西上高会战，歼敌15000余人，何应钦称之为抗战以来“最精彩之战”，罗卓英称之为“抗日铁军”。74军亦获得“飞虎旗”这个军队最高荣誉。张灵甫亦升任58师师长。随后，王、张率部参加了常德会战、长衡会战，均取得辉煌战绩。王耀武升任第四方面军司令，张灵甫接任74军军长后，1945年初，74军担任主战部队，参加了湘西著名的雪峰山战役，歼敌28174人。如果评价中国军队在抗日战争中表现，74军堪称出类拔萃。

薛岳指挥的万家岭战役，取得辉煌胜利。而中国军队在整个武汉大会战期间，虽未能保住武汉地区，但实现了蒋介石预定的消灭敌军有生力量的目的。彻底粉碎了日寇企图把蒋政府降为地方政府的阴谋，奠定了持久抗战的基础。日本“发动攻略汉口之战，使其成为战争一决雌雄的最大机会”企图再度落空，日军自 1937年7月中国抗战至1938年底，共伤亡14万余人，从此不得不陷入蒋介石“持久抗战”的泥沼里不能自拔，直至战败投降。