1938年12月18日，国民党副总裁、国民参政会议议长汪精卫从重庆逃往河内，叛变投敌当了汉奸；跟随汪精卫叛变的还有国民党要员陈公博、周佛海、曾仲鸣等十多人。但中国军队总体士气良好，全国军民同仇敌忾，抗击日寇。日本占领武汉后，日军在占领区驻扎军队，用于作战的部队已不多。中国空军以南昌机场为基地，经常袭击在长江航行的日本军舰，日本决定占领南昌。日本下达《对南昌作战要领》：“攻占南昌的目的，在于割断浙赣铁路、切断江南的安徽省及浙江省方面敌之主要联络线。”“南昌会战”爆发。

1939年2月9日，日本拟好了作战计划，派飞机侦察了地形。2月中旬，日本炮兵在德安以南集结，战车在德安以北集结。南昌会战中国方面总指挥是罗卓英；投入军队4个集团军。3月17日，日军开始进攻，中国守军顽强抵抗；3月20日，日军炮兵向修水南岸的中国守军阵地轰击，炸了3个多小时，其中有大量的毒弹；中国阵地多处被炸毁，许多官兵中毒。当天下午，日军开始渡河；因为下雨，河水高涨，日军渡河虽然增加困难，但中国守军阵地多处被淹没，水上障碍物被冲走。日本一部分兵力正面进攻，另一部向南昌侧后迂回。3月23日，日军占领奉新；正面攻击的日军受到中国守军的顽强阻击；蒋介石调援军去南昌增援。蒋介石觉得南昌守不住，就决定给予日军重大杀伤后，然后撤退。3月26日，日军渡过赣江，从南面包围南昌；日军其他各部也突击到南昌城下。中国守军兵力薄弱，火力也弱，经过巷战后，奉命撤退。3月27日，日军占领南昌。又经过大战，日军占领了武宁。蒋介石判断日军占领南昌，消耗很大，决定乘日军立足未稳，反攻南昌。蒋介石调集重兵，进攻南昌，限于5月5日攻下南昌。中国军队攻打南昌未果，付出惨重牺牲；前线白崇禧、薛岳等将领劝说蒋介石。5月9日，蒋介石下达命令停止反攻南昌。南昌会战，中国阵亡43000多人，日军死亡2200多人；中国军队40多万，打不过日军5万人。

武汉会战后，鄂北、豫南的中国军队威胁着武汉，日军向湖北随县、枣阳进攻，“随枣会战”爆发。1939年4月，日本调军遣将，企图将中国军队主力消灭在随县、枣阳；5月1日，日军全面进攻。第五战区司令长官李宗仁将部队编为左集团军、右集团军和江防军；准备以防御为主，消耗日军，伺机反击。5月1日凌晨，日军向右集团军发起进攻；战至5月5日，中国军队退却。中国军队右集团军向日军后方攻击，收复新野；日本向中国守军左集团军发起攻击；中国军队血战后退却。5月4日，日军施放毒气，中国军队伤亡很大；放弃高城，向西撤退，日军占领了高城。5月7日，随县失陷；5月8日，日军攻下枣阳；中国守军向后方转移。中国军队决定反攻日军，5月14日，收复唐河；5月16日，光复桐柏；5月19日，收复枣阳；5月23日，收复随县。日军退回战前驻地；随枣会战，日军未能实现他们的战略目的，双方打了平手；但中国军队屡战屡败，能和日军打成平手，已经算胜利了；日军伤亡1.3万多人，中国军队伤亡2.5万人。

1939年9月，日军集中10万兵力，从三个方向进攻长沙。湖南是著名的粮食产地，是国民政府的粮食、兵员、工业资源的供给基地；湖南省会长沙，成为中国战略大后方西南的屏障；中国调集重兵和日军对峙。日本企图以最短的时间，将湖南的中国守军消灭，摧垮中国的抗战意志；9月13日，日军部署完成，冈村宁次亲自指挥。湖南多山多水，不利于日军的迂回战术和机械化作战；有利于中国防御。第九战区司令长官薛岳分析了战局，认为完全能打退日军，化被动为主动。9月14日，日军向会埠进攻；次日，占领会埠。到9月18日，日军三面包围了高安；9月19日，日军占领高安；薛岳令三十二军夺回高安。9月22日，三十二军收复高安；9月23日，日军向修水西进；双方在上富、冶城、甘坊一带展开拉锯战。战至10月5日，日军撤回武宁。

在湖北南部，日军于9月21日发起进攻；企图和湖南北部的日军夹击国军第十五集团军。薛岳调军去增援；到9月23日，日军占领麦市等地；中国军队反击，打退日军，日军退回通山、通城一带原驻地。1939年9月18日，日军在湘北进攻中国守军；到9月23日，双方在新墙河对峙。9月23日凌晨，日军奇袭营田，包围了中国关麟征部第十五集团军。征得薛岳同意后，关麟征率军从新墙河撤退。薛岳在长沙召开会议，决定将日军诱至长沙郊区，实行反包围，歼灭敌人；称为“天炉战法”。蒋介石决定不守长沙，薛岳决心守住长沙。新墙河中国守军撤退时，日军跟进；9月25日，日军到了汨罗江北岸，日军架浮桥，准备渡江。但被中国守军打退；9月26日，日军攻打汨罗江南岸中国守军阵地，中国军队顽强坚守。日军围歼十五集团军的计划失败；薛岳在长沙郊区歼灭日军的作战计划，蒋介石批准了。

9月28日，各路日军南下，遭到中国守军伏击。日军上村支队在三姐桥陷入伏击；第六师团在福临铺遭到伏击；第六师团另一部在石门痕遭到伏击。日军还想南下，但力量已不足了；9月30日，日军突破捞刀河阵地，占领了长沙以北三十多公里的永安市，是此次日军南侵到达的最远地方。1939年10月1日，日军撤退；中国守军追击，但日军大部已撤退。到10月14日，战场恢复到战前态势，“第一次长沙会战”结束。