日军占领平津以后，日本军部决定向华北和华东两个方向发动攻击，速战速决，妄图在三个月内灭亡中国，国民政府在正面战场组织多次战役，抵抗日军侵略。

为了打退日军对上海的进攻，中国军队同日本侵略者在上海及其周围地区激战三个月，史称“淞沪会战”。1937年11月，中国最大的城市上海沦陷。

淞沪之战，日本投入的兵力约30万人，中国参战的军队约70万人，他们奋勇战斗了近三个月，毙伤日军5万多人，给日寇以很大的挫折，粉碎了敌人三个月灭亡中国的梦想。

淞沪会战期间，华北日军侵入山西，企图夺取太原。国民政府组织太原会战。八路军开赴山西，参加会战。朱德、彭德怀命令林彪率领115师在平型关伏击日军，取得平型关大捷。这是抗战以来首次大捷，歼灭日军精锐部队板垣师团1000多人，缴获大批军用物资，打破了日军不可战胜的神话。国民党军队在山西忻口阻击日军，战斗十分艰苦。不久，日军也占领了太原。

1937年12月13日，南京失陷。

日本占领南京后，在日本政府的纵容及其司令官松井石根的唆使下，进行了灭绝人性的烧杀淫掠“大竞赛”。日军见到中国男子便杀；见到中国女子就强奸，奸后再杀；大肆焚烧房屋，抢掠金钱财物。18日夜间，日军将从城内逃出而被拘囚于幕府山的男女老幼共5.7万人，用铅丝捆扎，驱至下关草鞋峡，用机枪密集扫射，然后将尸体浇上煤油焚化。兽军用种种惨绝人寰的野蛮手段屠杀中国人。在持续六周的杀戮中，中国同胞被杀害者达35万人之多。

1938年春，日军从山东分两路进犯徐州。国民政府第五战区司令长官李宗仁，指挥军队，将两路日军分别阻止在山东临沂和台儿庄。在台儿庄消灭日军1万余人。这是抗战以来取得的最大胜利。

对于国民党正面战场溃败的原因，一般有两种说法，一种就是大家的熟悉的国民政府单纯依靠政府和军队的片面抗战路线，无力阻止优势敌人的疯狂进攻。另一种说法就是国民党腐败造成的，比如中高级军官盘剥军费、以权谋私，军纪败坏，存在严重的赌博、吸毒、经商与走私，掠夺老百姓等等。蒋介石也对此也是捶胸顿足、怒不可止，但他却始终下不了改革的决心。

在这种情况下，徐州等地相继失守。1938年10月，广州、武汉也被日军占领。中国失去了华北、华中和华南大片领土。