1938年6月10日至10月27日，中国军队为保卫武汉同日本侵略军展开会战，中日双方倾尽全力。战斗在武汉外围沿长江南北两岸展开，战场遍及安徽、河南、江西、湖北4省广大地区，是抗战时期中日双方持续时间最长、投人兵力最多、战场范围最广、战役战斗次数最多的大会战，也是具转折意义的一次会战——此战后，日军再无力发动大规模战略性进攻，抗日战争就此进入相持阶段。在这场关键性战役中，川军除在敌后游击的47军外，所有部队全部投入，是人数最多、参与战斗最多的地方军。

　　日军侵占南京后，国民政府西迁重庆，但政府机关大部和军事统帅部却在武汉，武汉实际上成为当时全国军事、政治、经济中心和战时首都，当时中国的军事力量集中保卫武汉。日本御前会议决定，迅速攻取武汉，歼灭中国军队主力，迫使中国政府屈服，尽快结束战争。

　　从1938年6月初开始，日军在国内仅留一个师团防守本土，动员所有能机动的兵力向武汉进攻，其中步骑兵约30万，飞机500架，战舰120艘，一路从安徽出发，沿着长江西攻武汉，另一路从河南、安徽出发，向南进攻武汉北面的天然屏障大别山，从侧翼包抄武汉。其中第一路是日军主攻方向。

　　中国军队严阵以待，集中了129个师，约110万大军全线防备。川军也全面动员，除47军在山西作战外，其它各部都投人了战斗，共计20个师，2个独立旅，近20万官兵。

　　川军分7部分 水陆两线作战

　　参加武汉会战时，川军的数量和战斗力已有一定提升。新组建的29集团军、30集团军陆续于1938年7月、8月参战，川军的总兵力大大增加。参加淞沪、徐州会战后，川军赢得了广泛的声誉和信任，武器装备得到了一定补充，杨森部在1937年12月底至1938年初增补了一批德国造、捷克造武器，每营增一个重机枪连，每团增一个迫击炮连，且充实了通讯部队。23集团军、29集团军、30集团军均被同意按中央军的标准拨给装备，后来虽没按规定补足，但装备水平也有一定提升。整体来看，川军的装备在地方军中已非最差。

　　从参战经验来看，22集团军已经历徐州会战，经历了举世闻名的滕县保卫战，武汉会战中参加罗山保卫战的124、125师的多数官兵是从经过这次战斗的部队中抽编出来组成的。杨森的20军此前曾参加过淞沪抗战，因战功受到嘉奖。26师在淞沪会战中的战绩在参战的70多个师中名列第5，日军称它为“国民党旁系有力部队”。23集团军在广泗战役等战斗中也有突出的表现。

　　但川军被分割为7个部分布防于战场各地：邓锡侯、孙震率22集团军布防大别山北麓，参加了信罗战役；潘文华率23集团军担任安徽境内锅陵至贵池一线长江南岸的防守任务；杨森升任第27集团军司令，率部布防安庆，参加了安庆保卫战，1938年7月该部133师调至江西武宁等地参战；王绩绪带29集团军布防大别山东、南麓至长江沿线一带，参加了黄广战役、九狼山战役；王陵基带30集团军布防南得线一带，防守瑞昌至武陵公路；郭汝栋26师在湖口、马当一线担任江防作战；独立35旅1938年7月协助东北军105师守备长江富池口、半壁山要塞。

　　川军在这7个方向都与日军展开了英勇的战斗，共参加大小战斗46场。但总体看来，取得的战绩不理想。