武漢會戰是1938年(民國二十七年)6月至10月，在抗日戰爭中，中國第5、第9戰區部隊以湖北武漢地區為中心，在皖中-皖西、贛北-贛西北、鄂東、豫南等廣闊地域抗擊日軍進攻的大會戰。

日軍侵占南京(參見南京戰役)后，國民政府雖西遷重慶，但政府機關大部和軍事統帥部卻在武漢，武漢實際上成為當時全國軍事、政治、經濟的中心。1937年12月13日，國民政府軍事委員會擬定保衛武漢作戰計劃。在徐州失守后，即調整部署，先后調集約130個師和各型飛機200余架、各型艦艇及布雷小輪40余艘，共100萬余人，利用大別山、鄱陽湖和長江兩岸地區有利地形，組織防御，保衛武漢。由第五戰區司令長官李宗仁(7月中旬～9月中旬由白崇禧代理)指揮所部負責江北防務；第九戰區司令長官陳誠指揮所部負責江南防務。另以第一戰區在平漢鐵路(今北京一漢口)的鄭州至信陽段以西地區，防備華北日軍南下；第三戰區在安徽蕪湖、安慶間的長江南岸和江西南昌以東地區，防備日軍經浙贛鐵路(杭州一株洲)向粵漢鐵路(廣州一武昌)迂回。

1938年5月日軍攻陷徐州后，積極準備擴大侵略戰爭。決定先以一部兵力攻占安慶，作為進攻武漢的前進基地，然后以主力沿淮河進攻大別山以北地區，由武勝關攻取武漢，另以一部沿長江西進。后因黃河決口，被迫中止沿淮河主攻武漢的計劃，改以主力沿長江兩岸進攻。6月初，第6師從合肥南下；波田支隊(相當于旅)由蕪湖溯江西進，向安慶進攻。守軍第26、第27集團軍節節阻擊。12日波田支隊攻占安慶，繼續沿江西進。13日第6師攻占桐城后，轉向西南方向進攻，17日陷潛山。至7月初，日軍在江北占領太湖、望江以東，在江南占領江西湖口以東的長江沿岸地區。4日，日軍華中派遣軍調整戰斗序列，由其司令官煙俊六指揮第2、第11集團軍，負責對武漢的作戰。以第11集團軍沿長江兩岸主攻武漢；第2集團軍沿大別山北麓助攻武漢。日軍華中派遣軍司令部先后調集第2軍和第11軍共12個師團，以及海軍第3艦隊，航空兵團等500余架飛機，120余艘艦艇，約35萬兵力。另以華中派遣軍直轄的5個師團分別擔任對上海、南京、杭州等地區的警備任務，以鞏固后方，保障此次作戰。

長江南岸地區作戰 第九戰區以第1兵團在鄱陽湖西岸地區，第2兵團在江西星子、九江至碼頭鎮之線組織防御。日軍第11集團軍主力沿長江南岸地區進攻，7月23日，波田支隊在九江東面的姑塘登岸。守軍第2兵團以第70、第64軍等部協同第8軍實施反擊，由于日軍第106師團繼續登岸，26日九江失守。波田支隊沿長江西進，8月10日，在瑞昌東北的港口登岸，向瑞昌進攻。第3集團軍在第32軍團增援下奮力抗擊。后因日軍第9師加入戰斗，守軍力戰不支，24日瑞昌失守。第9師團和波田支隊繼續沿長江西進，同時以第27師團向箬溪方向進犯。第30集團軍和第18軍等部在瑞昌-武寧公路沿途地區逐次抗擊，相持月余，至10月5日，日軍第27師團攻占箬溪后，轉向西北進攻，18日陷湖北辛潭鋪(屬陽新)，向金牛(今屬大冶)方向進犯。在此期間，守軍第31集團軍和第32軍團等部在瑞昌以西地區節節抵抗沿長江西進的日軍，至9月24日，碼頭鎮、富池口(屬陽新)先后陷落。第2兵團組織第6、第54、第75、第98軍和第26、第30軍團等部在陽新地區加強防御，戰至10月22日，陽新、大冶、鄂城(今鄂州)相繼失守，日軍第9師和波田支隊向武昌逼近。

當西進日軍進攻瑞昌的同時，第106師從九江沿南潯鐵路(南昌-九江)南犯。守軍第1兵團第29軍團和第4、第8軍等部依托廬山兩側及南潯鐵路北段的有利地形進行頑強抗擊，日軍進攻受挫。8月20日，日軍第101師團從湖口橫渡鄱陽湖增援，突破第25軍防線，攻占星子，協同第106師團企圖攻占德安，奪取南昌，以保障西進日軍的南側安全。第1兵團總司令薛岳以第66、第74、第4、第29軍等部協同第25軍在德安以北的隘口、馬回嶺地區與之激戰，雙方成膠著狀態。9月底，日軍第106師團第123、第145、第147團和第101師團第149團孤軍深入，進至德安西面萬家嶺地區。薛岳指揮第4、第66、第74軍等部從側后迂回，將其包圍。日軍第27師一部增援，在萬家嶺西面白水街地區被第32軍等部擊退。10月7日，中國軍隊發起總攻，激戰三晝夜，多次擊敗日軍反撲。日軍由于孤立無援，補給斷絕，戰至10日，4個團大部被殲。史稱萬家嶺大捷。

長江北岸地區作戰 7月24日，日軍第11集團軍第6師從安徽潛山向太湖進攻，相繼突破第31、第68軍防線，至8月3日，先后攻占太湖、宿松、黃梅(屬湖北)等地，繼續西進。第五戰區第4兵團以主力在湖北廣濟(今梅川)、田家鎮、浠水地區準備迎擊日軍，第11集團軍和第68軍固守黃梅西北一線，調第21、第26、第29集團軍由潛山、黃梅西北山區南下側擊日軍，至28日先后收復太湖、宿松。第11集團軍和第68軍乘勢反攻，未果，退至廣濟地區，協同第26、第86、第55軍等部繼續抗擊日軍。第4兵團令第21、第29集團軍自黃梅西北實施側擊，未能阻止日軍，至9月17日廣濟、武穴相繼淪陷。接著日軍圍攻田家鎮要塞。第4兵團以守備要塞的第2軍并加強第87軍一部固守陣地，以第26、第48、第86軍在外圍策應作戰，攻擊日軍側背，激戰旬余，終因陣地被日軍優勢火力摧毀，傷亡甚重，29日田家鎮要塞失守。日軍繼續進攻，10月19日陷浠水，24日占黃陂，直逼漢口。

大別山北麓地區作戰 第五戰區第3兵團以第51軍和第19軍團第77軍在安徽六安、霍山地區，第71軍在富金山、固始(屬河南)地區，第2集團軍在河南商城、湖北麻城地區，第27軍團第59軍在河南潢川地區，第17軍團在信陽地區組織防御。8月下旬，日軍第2集團軍從合肥分南北兩路進攻。南路第13師團于29日突破第77軍防線攻占霍山，向葉家集方向進犯。第71軍和第2集團軍在葉家集附近的富金山至商城一帶依托既設陣地頑強抵抗。

日軍第13師團受挫，得第16師團增援，9月16日攻占商城。守軍退守商城以南打船店、沙窩地區，憑借大別山各要隘，頑強抵抗，至10月24日，日軍逼近麻城。北路日軍第10師團于8月28日突破第51軍防線攻占六安后，強渡淠河和史河，9月6日進占固始，繼續西進。第27軍團第59軍在春河集(屬固始)、潢川一帶組織抗擊，鏖戰旬余，19日潢川失守。21日日軍第10師團突破第17軍團第45軍陣地，攻占羅山，繼續西進，在信陽以東地區遭第17軍團反擊，被迫撤回羅山。日軍第2集團軍以第3師增援，協同第10師團向信陽進攻。10月6日，一部迂回信陽以南，攻占平漢鐵路上的柳林站。12日日軍第2集團軍攻占信陽，然后沿平漢鐵路南下，協同第11集團軍進攻武漢。在日軍已達成對武漢包圍的情況下，為保存力量，中國軍隊不得不于10月25日棄守該城。日軍26日占領武昌、漢口，27日占領漢陽。

武漢會戰期間，中國空軍和海軍也積極參與了作戰。在蘇聯航空志愿大隊的配合下，中國空軍鏖戰長空，與日軍航空兵空中大戰7次，擊毀日機78架，炸沉日艦23艘，有利地支援了地面部隊的作戰。中國海軍也英勇作戰，擊沉，擊傷日軍艦艇及運輸船只共50余艘，擊落日機10余架，但自身也損失慘重，基本上全軍覆沒。

武漢會戰，是抗日戰爭戰略防御階段規模最大，時間最長，殲敵最多的一次戰役，中國軍隊浴血奮戰，大小戰斗數百次，以傷亡40余萬的代價，斃傷日軍20余萬，大大消耗了日軍的有生力量，日軍雖然攻占了武漢，但其速戰速決，逼迫國民政府屈服以結束戰爭的戰略企圖并未達到。此后，抗日戰爭進入戰略相持階段。