抗日战争是世界反法西斯战争的重要组成部分，中国抗日战场是同盟国在亚洲地面作战的主要战场，中国抗日军队在十四年对日作战中，歼灭、消耗及牵制了日本法西斯的绝大部分陆军，为第二次世界大战及反法西斯战争的最后胜利作出了巨大的贡献。在整个抗日战争中，中国陆军先后编成40个番号的集团军参加对日作战。

为配合抗日战争的作战形势，有效地打击日本侵略者。国民政府依作战区域，对全国所有军队进行统一编制，以明确指挥关系和各自职责。

1.1937年8月下旬奉令组建，首任集团军总司令为商震，下辖其兼任军长的基本部队第三十二军和万福麟的第五十三军，属第一战区指挥管辖，在平汉路北段参加抵抗日军的战斗，曾参加正定保卫战。

2.1938年春，该集团军调归第九战区指挥，下辖第三十二军、黄维的第十八军、陈安宝的第二十九军和俞济时的第七十四军。后奉令参加武汉会战，在著名的万家岭战斗中英勇作战。

后商震辞去其起家部队第三十二军军长职，第三十二军副军长宋肯堂继任，尔后第三十二军脱离第二十集团军，编入第一集团军。商震仍任第九战区副司令长官兼第二十集团军总司令，下辖霍揆章的第五十四军、周福成的第五十三军、周祥初的第三十七军和李延年的第二军。该集团军曾参加过第一、二次长沙会战。

3.1940 年2月，商震调任第六战区司令长官，第二十集团军番号也随之调至第六战区，商震仍任集团军总司令，下辖第五十三军和第八十七军，担任湘江以西至湖北公安沿洞庭湖一线的防务。5月，商震调任军事委员会办公厅主任，霍揆章代理集团军总司令。

4.1944年初，第二十集团军番号调归中国滇西远征军司令部指挥，霍揆章为集团军总司令，下辖方天的第五十四军和周福成的第五十三军。

1937年9月23日，日军沿平汉路侵入新乐县境内，并占据新乐车站（承安铺）和东长寿。10月6日，日军骑兵数十人向藁城县南孟、正定县新安间袭来，刚接近中国军队阵地，就遭到守军猛烈射击，日骑兵退回。中午时分，日军600多人分两路向新安及新安以东防线展开攻击。1小时后，新安车站被日军攻占。初战时，我守军凭借工事，尚能给日军以大量伤亡。时间一久，被日军强大火力压倒。下午4时，日军侵入新安村内，守军力战不支，向南撤退……10月7日，在飞机、大炮掩护下，日军向正定县城发起进攻，布防正定及滹沱河两岸的国民党军第32军商震部，同日军展开了激烈战斗，顽强抗击。

防守正定的部队是在匆忙之中仓促上阵的。1937年8月，32军在第20集团军总司令兼32军军长商震的率领下，奉命在石家庄滹沱河一线抗击日军。9月下旬，该军移到石家庄、平汉线两侧。10月5日，该军第141师进入正定，重火器只有一个炮7团。而进攻正定的日军系日本华北方面军第一军第14师团，师团长土肥原贤二，辖2个旅团、4个步兵联队和骑、炮、工、辎4个联队以及通信队等。另外还配属野战炮兵第2旅团、独立野战重炮兵第8联队、独立山炮兵第1联队、迫击炮第5大队、独立气球第1中队、高射炮2队、独立机关枪第5大队、战车第2大队、独立轻装甲车等1中队、独立工兵第1联队等1中队等。

正定攻防战就是在兵力、装备如此悬殊的情况下展开的。日军凭借空军优势和200多门大炮的支援，发起攻击。141师官兵进行了英勇的抵抗，终因实力悬殊，日军占领了正定县城。此役日军被中国军队击毙500多人，中国军人伤1名旅长、2名营长，牺牲2名团长、1名营长，连长以下伤亡逾千人。

1938年10月发生在江西德安境内的万家岭大捷，与平型关大捷、台儿庄大捷一道，称为抗日战争初期的三次大捷，也是国民党正面战场上的“双十双捷”之一。

1938年7月26日，日军占领九江，之后分兵三路略取德安、南昌，绕袭长沙，切断粤汉路，对武汉进行大包围，以图歼灭中国野战军。在中国军队的英勇阻击下，日军第一○六师团在南浔线进展缓慢，伤亡惨重。从1938年8月到9月一个多月的时间，日军第一○一师团在德星线的作战中，伤亡过半，进展甚慢，向德安进攻受阻。日军在中、东两路进展慢，伤亡大，于是派第二十七师团开始在西路沿瑞武线进攻武宁，准备迂回中国军队左侧背，诱南浔线中国大军西移，为其正面第一○六师团南进创造良好条件。日军从1938年9月16日开始行动，24日日军第二十七师团一部冒险深入到德安西边的白水街以西地区。在战局严峻之际，薛岳果断下令调集就近的第九十一师、第一四二师，连夜抢占了瑞武线上的要地南屏山，切断日军第二十七师团后路。在1938年9月25、26日两天的恶战中，第六十师第三六○团团长杨家骝壮烈阵亡，第三十集团军参谋长、中共地下党员张志和指挥新十三师与第六十师等消灭铃木联队，收复麒麟峰。

冈村宁次在获知第二十七师团困境后极为恐慌，1938年9月25日急令南浔线上的第一○六师团第一二三、第一四五、第一四七3个步兵联队和山炮兵部队及德星线上的第一○一师团一四九联队从马回岭、星子等地火速支援。为适应山地作战，还将必要的部队临时改为驮马部队。1938年9月27日，日军第一○六师团全力突破五台岭阵地，接着并分两路向二房郑、梨山前进。1938年9月28日，第一○六师团3个联队和山炮兵部队开进德安以西50华里的万家岭、雷鸣鼓刘、石堡山、南田铺、背溪街、墩上郭等山村。同日，第一○一师团一四九联队也进入万家岭地区，与第一○六师团会合，由第一○六师团长松浦淳六郎中将指挥，企图“冲出白槎，窜扰南武公路”，以切断德安中国军队的退路。此时，薛岳兵团部认为“敌人狼奔豕突而进，孤军深入，实犯兵家之大忌，此等有利时机，兵团正宜乘时反攻，予以决定性之打击，而我转用兵力，时间空间，均当许可”，于是，薛岳进驻白槎指挥并下决心“抽调德兴、南浔、瑞武三方面兵力，包围万家岭附近之敌，捕捉而歼灭之”。中日双方在赣北战场上的一次殊死较量便在万家岭地区展开了。

由于中国军队的严密封锁，日军第一○六师团后方联络从28日左右被迫中断，冈村宁茨仍不顾第二十七师团后路被切断，又在麒麟峰吃败仗的窘境，强令第二十七师团再次进攻麒麟峰，推进白水街以东，接应被围的第一○六师团。这样第一○六师团由援助者变成了被援者。与此同时，第二十七师团派出第三联队残部不惜一切代价攻击麒麟峰，并施放毒气，曾一度攻上山头。1938年9月29日，我商震部第三十二军第一四一师在小坳西的甑盖山，配合第一四二师七二五团猛烈反攻麒麟峰，经过激烈战斗，终将该峰再度夺回，使日军第二十七师团东进援助第一○六师团的企图被粉碎。

同时，日军第一○六师团一二三联队一部企图从白水街以西突围，我军预第六师、第九十一师从小坳东面向这支日军发动猛攻，日第一二三联队受阻于白水街以东。麒麟峰、白水街两役的胜利，粉碎了东、西两支日军汇合的企图，使中国军队顺利地收拢了口袋，为合围第一○六师团取得万家岭战役的胜利创造了决定性的条件。日军第二十七师团在麒麟峰再次受挫后，本间雅晴师团长不顾冈村宁茨“希望第二十七师团能确保白水街”的命令，借口要执行攻打天河桥任务，不再接受冈村宁茨的命令，置陷入重围、濒于绝境的第一○六师团而不顾，转向辛潭铺前进。30日，中国军队东、西两路夹击，第九十师和第九十一师会合，对日军发起猛烈攻击。到1938年10月1日，日军被打得晕头转向，连自己师团的位置都弄不清楚，发电要求冈村宁茨派飞机助战。1938年10月2日，第一兵团各部队奉令加紧包围，痛歼日军，对各部队的军事行动作了具体部署，我军兵力占明显优势，而且士气高昂，此时的日军处境十分窘迫。

1938年10月3日，第九十师、第九十一师联合进攻南田铺，重创日军，并以密集炮火轰击雷鸣鼓刘，日军第一○六师团司令部处于危险状态。1938年10月5日，中国军队调整部署，第七十四军五十八师从南面、第四军九十师从东面、预第六师和第九十一师各一部从西面、第六十六军一五九师和一六○师从北面四个方向加紧合围敌军。6日，薛岳下令反攻。1938年10月7日，我军将日军退路完全切断，晚上我第四军战士经过激烈的肉搏战又将山头夺回，始终守住这百米高的阵地，粉碎了日军通过这一带冲出白槎、断德安我军后路的险恶计划。1938年10月8日，驻第一○六师团的军参谋樱田镣三中佐把师团的处境报告给军部，电文预示着第一○六师团的末日即将来临。9日，国民党军夺回梨山等阵地，最后将包围圈紧缩到南田铺、雷鸣鼓刘和潘家3个村庄约三四平方公里的狭小地区。晚上，先头部队攻进雷鸣鼓刘日军第一○六师团司令部所在地，与日军展开刺刀战，不久，日军空投照明弹，仅掩护二三百人于10日凌晨向西北方向杨坊街方向逃窜。

万家岭战斗从1938年9月28日到10月10日，历时12天，日军遭到毁灭性打击，被歼1万多人，被俘百余人，满山遍野皆为敌尸、弃械。这次战役是赣北战场上的空前恶战，也是空前的胜利。

万家岭大捷是武汉会战中在赣北战场上的一次大捷，影响重大，是抗战初期，正面战场继台儿庄战役胜利之后的又一次胜利，也是国民党正面战场中的一次少有壮举，在抗战史上具有重要的历史地位。是薛岳兵团巧用口袋战术的成功，是日本侵略军惯用锥形突击战术的破产，也是国共合作、团结对敌的结果。万家岭大捷大大杀伤日军有生力量，为武汉会战争取了时间，极大地振奋了中国人民保家卫国的斗志和信心。

第一次长沙会战，是第二次世界大战在欧洲爆发后，日军对中国正面战场采取的第一次大规模的攻势作战。

1939年9月中旬，日军第11军抽调第6、第33、第106师团主力和第3师团上村支队、第13师团奈良支队、第101师团佐枝支队等共约10多万人的部队，在其司令官冈村宁次的指挥下，以“分进合击”、“长驱直入”战法，从赣北、鄂南、湘北三个方向向长沙发起了进攻。

此次作战，冈村宁次以湘北为主战场，欲在汨罗江畔平江周围地区围歼第9战区第15集团军；以赣北为辅战场，在消灭高安附近守军后，转向修水上游策应湘北方面作战。部署在主战场的兵力有第6师团、上村支队、奈良支队、第33师团(在鄂南方向)等部队。辅战场为盘踞江西之靖安、奉新、高安、武宁等地的第106师团及配属该师团作战的第101师团佐枝支队。此外，直接支援第11军作战的还有陆军航空兵第3飞行团及海军一部。

第9战区代司令长官薛岳 (1939年10月1日被正式任命为司令长官)为了保卫长沙，采取以湘北为防御重点，“后退决战”、“争取外翼”的作战方针，调动了30多个师又3个挺进纵队，共约24万多人参加了此次作战。

此战分别在赣北方面，湘北方面，鄂南方面三个分战场进行激战，其中第20集团军在赣北方面战场，英勇作战，为第一次长沙会战胜利作出贡献。

第一次长沙会战，中国军队共毙俘日军3万余人，炸毁日军飞机20余架，粉碎了日军消灭第9战区主力的企图。作战中，中国军队伤亡4万余人。

第二次长沙会战从1941年9月7日至10月9日结束，历时一月。

1941年苏德战争爆发，苏联全力对德作战，无暇东顾，且日苏订有中立协定；而日美谈判又陷入僵局。日本为了迅速解决中国战事，以拔出腿来与美国争夺太平洋地区；为了防止中国军队乘日军从武汉抽走3个师团进行反攻，并解除第九战区对武汉地区日益严重的威胁，“摧毁敌（指国民政府）抗战意图，予第九战区敌军以沉重打击”，于1941年9月上旬发动了第二次进攻长沙的战役。日军第11军司令官阿南惟几调集第3、4、6、44共4个师团，第33师团两个联队，第13师团一个联队和第14、18旅团，还有2个重炮联队、2个工兵联队、2个飞行团180架飞机，30多艘兵舰200多艘汽艇，共12万人。鉴于第一次进攻采用“分进合击”，“长驱直入”战术，兵力分散，被中国军队击破的教训，这次改用“中间突破”“两翼迂回”的雷击战术，确定集中兵力从湘北进攻，由新墙河——大河坪一线向株洲方面发起进攻，主要在汨水以南，长沙以北地区消灭第九战区主力部队，并声称“旧历八月十五（即阳历10月5日）打至长沙过中秋”。

此次会战经历三个阶段:

第一阶段是大云山战斗。日军第6师团由忠防、西塘包围大云山中国守军，揭开了第二次长沙会战的序幕。由于第九战区判断失误，将5个师集中到大云山，被日军一个师团拖在大云山，导致新墙河防战空虚，为日军很快突破新墙河防线留下了空隙。

第二阶段日军大举进攻，国民党军队防御。

第三阶段日军退却，我军追击。日军占领长沙后由于战线太长，消耗过大，国民党第3、5、6各战区策应长沙作战的部队纷纷向各地日军猛烈进攻，特别是第六战区进取宜昌，歼敌7000余人，有如“围魏救赵”，使孤守宜昌的日军连连求救，迫使日军回援。日军即从捞刀河和长沙撤退。中国军队对北撤日军展开围攻，给长沙周围日军以猛烈打击。日军相互掩护撤退，中国军队在浏阳河、汨罗江给日军以大量杀伤。之后中国军队越过新墙河，分向羊楼司及临湘、岳阳各地日军猛攻，迫使日军退回原阵地，第二次长沙会战结束。据第九战区战报记载，中方伤亡17426人，日军伤亡48327人。

1944年5月，该集团军渡过怒江，开展滇西反攻作战，经过极其惨烈的8个月的激战后攻克腾冲等地，与滇西远征军第十一集团军及中国驻印军反攻部队共同打通滇缅公路，在芒友胜利会师，歼灭日军第二、第十八、第五十六师团等部，创造了抗日战争爆发以后中国军队对日作战单一战场战绩最重大的一次胜利。

1945年春，该集团军的第五十三军和第五十四军均编入中国陆军总司令部的直辖部队中，第二十集团军番号撤销。