抗日战争爆发后,我海军协同陆军、空军抗击日本侵略者。在武汉保卫战中,海军将舰艇上的舰炮拆卸下安装在沿江要塞防御敌舰,同时在长江布放大量的水雷,阻遏敌舰。在武汉保卫战中,虽然我舰艇伤沉殆尽,但粉碎了敌舰沿长江进攻武汉的计划。
1938年8月-10月,日军一部沿长江南岸向瑞昌方向进攻、日军106师团沿南浔线南犯与薛岳兵团在德安县磨溪乡万家岭一带经过包围和反包围,战况惨烈,经过反复搏杀,我军几乎全歼日军106师团及101师团一部共计1万余敌。万家岭大捷是抗战以来首次几乎全歼日本师团,极大的鼓舞了中国军民的抗日斗志。
田家镇是鄂东要塞,大武汉的最后一道天然屏障。它位于武穴上首的长江北岸,与对岸半壁山和富池口的永久炮台相依。1938年9月16日,日军第6师团及第3师团一部1.5万人,在舰艇的配合下,向田家镇发起猛攻。中国守军第2、第86军奋起反击,整整打了12天。日军竞不顾国际公法,向我军施放毒气,使许多士兵中毒身亡、致残。我军最后被迫撤出田家镇。
马当要塞地处长江南岸江西彭泽县境,与北岸安徽宿松小孤山互为犄角。此处江面狭窄,水流湍急,形势险要,是长江中游战略要冲。全面抗战爆发后,国民政府为保九江、武汉安全,耗巨资构筑马当要塞并广布水雷、沉船,阻止日军从水上进攻武汉。6月22日,日军波田支队与海军第11战队由安庆进攻马当,遭到中国空军和要塞炮火的重创,日军被迫放弃从江上展开进攻的计划,改由陆路迂回攻击。因援军行动迟缓,26日日军攻占马当。
抗日战争爆发后,中日军队之间先后进行了淞沪会战、南京保卫战、徐州会战等几个大的战役。中国军队虽然取得了一些局部战斗的胜利,迟滞了日军的进攻步伐,但也付出了大片国土沦丧的代价。在武汉保卫战之前,日军已基本控制华北、华东,进占华中成为日军的战略目标。
1937年8月21日至1938年10月25日,日军飞机空袭武汉共72次,投弹3030枚,炸死炸伤4798人,炸毁房屋3437栋。为了援助中国的抗战,苏联空军志愿队来到武汉,配合中国空军阻击日军飞机。武汉会战期间,中苏空军共击落日机80多架,击伤9架。