陈纳德到达重庆后，将情况向蒋介石作了汇报。7月23日，赶赴仰光，寻觅地点来集合和训练志愿队员。7月28日，美国空军志愿队第一批人员，由旧金山辗转夏威夷、新加坡到达仰光，再转乘火车到东瓜。中国政府向英国空军借得距泰国边境30公里的开道飞机场作为其基地，陈纳德又到新加坡拜访英空军司令，要求准许空军志愿队可在东瓜使用P-40型飞机对地上目标的练习扫射。8月1日，蒋介石发布命令，将陈纳德指挥下的美国志愿空军正式组成中国武装部队，由陈纳德任总指挥。因飞机头部画虎，故称"飞虎队"。飞虎队下辖3个驱逐中队，共有P-40B机100架、P-40E机25架，空、地勤人员最多时曾达270余人。志愿队成员由来华参战的美方人员和航空委员会派赴该队的中方人员共同组成。10月24日，陈纳德派出一批战斗机飞临泰国上空。12月中旬，因得知日机将袭击昆明，志愿队第一、第二中队于17日迁驻昆明；第三中队留在仰光协助英国空军作战。12月20日，日机10架空袭昆明，中国空军及飞虎队立即升空迎击，击落日机4架。飞虎队在7个月中共作战50余次，从未败过，共击落日机299架。太平洋战争爆发后，陈纳德指挥飞虎队担负保卫仰光到昆明的滇缅路的任务，使当时中国通往外界的唯一陆上通道维持交通达12个月之久。1942年6月初，由于雨季来临，缅战告一段落，飞虎队全部迁人中国，竭力袭击进犯昆明的日军，并成立一支空运队，经驼峰航线向中国运送军用物资。航空队有10人获英美两国颁发的优异飞行十字勋章，陈纳德获中国的三麾勋章、大不列颠帝国勋章和美国优异服务勋章。
珍珠港事变后，美国对日宣战，飞虎队志愿性质已无存在的必要。1942年7月4日，中国空军志愿队改组为驻华美空军第二十三驱逐机队，陈纳德少将改任美驻华空军总司令。美国飞行员33人及地面部队队长3人作战英勇，功绩卓著，中国政府分别授予第四、第五、第六、第七等云麾章，并以星翼徽章授予每个队员。在此后9个月作战中，击落日机149架，投弹214吨，轰炸了汉口、香港、河内等地，取得了衡阳和广州空战的胜利。1943年3月11日，美驻华空军改编为第十四航空队，在驻中缅印美国陆军总司令之下，由陈纳德指挥。为支持陈纳德的空袭计划，罗斯福答应给第十四航空队充实到500架飞机，并且让它每月从供应中国的4000吨物资中获得1500吨。从1944年11月到1945年5月共6个月作战中，击落日机1634架，摧毁大量日军机车、卡车、铁路和桥梁等，破坏了日军的供给线。陈纳德也擢升三星中将。在抗日战争期间，飞虎队为中国的抗战事业作出了积极的贡献，给日本空中力量以有力的打击。
第二次长沙会战
6月苏德战争爆发后，日本南进政策逐渐占了上风。为实施南进，日本大本营决定加大对重庆国民政府的打击力度。而武汉日军第十一军为解除中国第九战区对武汉的威胁，打通粤汉路，决定在1941年9月发动第二次长沙作战，全力打击中国第九战区精锐主力，摧毁重庆国民政府的抗战意志。为此，日军集结第三、第四、第六、第四十师团，另有4个支队，第一、第三飞行团和海军第一分遣支队协同，总兵力12万余人，拥有大小炮410门、机枪1600挺、战车50辆、装甲车40辆、军艘20余艘、汽艇200余只、飞机100余架。第十一军司令官阿南惟矶亲自指挥。
面对日军的进攻，中国第九战区司令长官薛岳率领罗卓英的第十九集团军、杨森的第二十七集团军、王陵基的第三十集团军，以及战区直辖的第九十九军、第九十七军和暂编第二军，共14个军36个师零8个纵队，约27万人左右，针对日军的进攻态势，采取正面逐次抵抗，将日军诱往长沙东北和东面山地的既设阵地前，用火力杀伤之；同时以7个军的重兵集团威胁左翼日军的侧翼和后方，使其不能形成对长沙地区的合围；另根据苏联顾问的建议，趁日军在汉口兵力空虚之际，以第五、第六、第三战区部队向宜昌、荆门、南昌等地发动进攻，以钳制日军，并相机收复失地。战役防御重点在新墙河至汨罗江一带，阻击日军南犯。
月7日，中日两军开始前哨战。日军第六师团由湘北出发，自东、西、北三面围攻大云山，围歼第四军欧震部和第五十八军孙渡部，并于8日占领大云山。9日中国守军反击，于10日收复该地并包围日军一部。9月17日，第二次长沙会战开始。日军第三、第四、第三十九、第四十师团约12万兵力，在阿南惟矶亲自指挥下，向长沙发动进攻。当天拂晓，日军主力分四路强渡新墙河，向南岸中国驻军发动攻击。中国军队第四军欧震部以一部正面抵抗日军，主力会合第五十八军孙渡部、第二十军杨汉域部占领侧面阵地，侧击和尾击日军。18日，日军平野支队在海军护卫下，在湘江口两侧青山强行登陆，中国守军第一九七师万倚吾部虽奋力抗击，奈因四面环水，使日军登陆成功，得以策应主力正面攻击。19日，薛岳电令第九十九军傅钟芳部、第三十七军陈沛部主力在汩罗江南岸设防；第四军欧震部、第二十军杨汉域部、第五十八军孙渡部对渡过新墙河之敌攻击前进。不幸这一电报为日军情特机关侦破，日军遂包围第九战区阻击部队。9月20、21日，日军渡过汨罗江。21日，薛岳令第四、第五十八、第二十军自平江以北向日军后方攻击，第二十六、第七十二、第七十四军向浏阳方面日军侧背攻击，第三十七、第十、第九十七军和暂二军自长沙以东迎击日军正面。
日军渡河成功后，继续向长沙方向攻击前进。9月22日，第三、第四师团攻击第三十七军陈沛部阵地，24日突破该军防线，进至新开市、麻峰嘴一线。第六、第四十师团围攻第二十六军萧之楚部，25日夜逼近该军司令部，该军被迫向更鼓台、石湾方向突围。随后，第六师团向平江迫进，24日攻占长沙东北面的金井，与第三、第四师团同时向长沙逼近。中国守军在日军强大火力攻击下，呈溃散之势。26日，第七十四军王耀武部与奔袭长沙的日军第三师团相遇，第七十四军乘日军立足未稳，即发起攻击。27日，增援日军绕至第七十四军侧背，致该军伤亡惨重，被迫撤退。当日，日军第四师团及早渊支队沿白沙河谷向长沙挺进。早渊支队攻占南岸阵地后，突破中国守军第九十八师阵地，南渡浏阳河，攻击长沙。27日下午和晚上，早渊支队攻人长沙。日军攻占长沙后，认为对第九战区主力第七十四、第三十七、第十七、第二十六、第十军予以重大打击，达到作战目的，且日军连日作战，消耗甚大，决定停止大规模进攻，并逐步撤退。与此同时，中国第九战区增援部队陆续到达。将日军困于捞刀河与浏阳河之间，准备反攻。9月30日，长沙城郊日军请求增援，但其求援信鸽被中国守军第九十八师所获，薛岳遂令第七十四军王耀武部追击。10月1日，长沙附近日军开始退却，中国守军第九十八师王甲本部在捞刀河岸伏击早渊支队，第九十九军袭击后撤的日军第三、第六师团，第二十七集团军所辖部队阻击北撤日军主力。
国民政府军事委员会得知日军撤退消息后，命令薛岳令所部追击。10月2日，薛岳令夏楚中第七十九军主力向新市长乐街追击；韩全朴第七十二军经平江西北山地向杨林街截击；孙渡第五十八军经浯口向长乐街、关王桥截击；欧震第四军、杨汉域第二十军、傅仲芳第九十九军两个师分别在金井、麻峰嘴、青山市、马鞍铺自东向西截击；萧之楚第二十六军、王耀武第七十四军、邹洪暂三军清扫浏阳、捞刀两河岸战场；王劲修率第四、第五、第八挺进纵队于咸宁、蒲圻间截击；第六、第七挺进纵队于新墙河、杨林街、忠林街间截击。中国军队各部随即展开反攻，追歼残敌。10月5日，日军残敌一部由营田、湘阴乘船北逃，第九战区所部乘胜追击，日军渡过汨罗江。10月8日，第九战区追击部队渡过新墙河，中日双方恢复战前态势。第二次长沙会战结束。
为牵制日军，配合第九战区作战，中国第六战区发动宜昌反攻战。10月3日，第六战区完成对宜昌日军第十三师团的包围。6日，担任主攻作战的第九师乘隙攻人宜昌东北。随后，第九师张琼部、新编第三十三师张世希部、第七十六师王凌云部向宜昌发动猛攻。日军第十三师团师团长内山英太郎中将写好遗书，准备自杀。10月10日，日军被迫退出宜昌城。13日，日机投掷毒瓦斯弹，中国军队被迫退至城外。随后，日军增援部队赶到，与中国军队激战，才解了十三师团之围。
第二次长沙会战共歼日军4万余人，粉碎了日军的作战企图；而宜昌作战则是1941年正面战场唯一的一次主动发动的进攻战役，共歼日军7000余人。
狼牙山五壮士
狼牙山位于河北易县西南、涞源东南、满城西北、易水河畔，海拔1105米。山上尖峰、巨石突起，形同狼牙，故名狼牙山。狼牙山是晋察冀边区东线的大门，狼牙山五壮士的壮烈事迹就发生在这里。
年8月14日，日军7万余人在日本华北方面军司令官冈村宁次指挥下，分13路大举"扫荡"晋察冀边区北岳区和平西区。其中，日军一部3500人兵分六路，围攻狼牙山地区，企图消灭我晋察冀军区第一军分区杨成武部第一团。为了保存力量，第一团奉命转移，撤到狼牙山山脚下。9月25日傍晚，主力开拔，转向外线，只留第一团第七连负责掩护狼牙山里隐藏着的一个后方医院的伤病员及涞源、易县、徐水、满城4个县的政府机关和群众三四万人。
第七连接受掩护任务后，充分利用这里的地形，与日军展开智斗。日军一个联队发动猛攻后，七连掩护群众转移到深山，之后便和敌人兜圈子，再伺机把敌人甩开。经过多次苦战，七连撤离阵地，只留下七连二班、六班在山上坚守，待完成任务后伺机撤出。二班奉命坚守北山脚阵地。六班原有9人，除3名伤员、1名病号外，只有班长马宝玉，副班长葛振林，战士宋学义、胡德林和胡福才5人。他们的任务是坚守到第二天12时以前。狼牙山五壮士在掩护完七连主力撤退后，边打边退，撤退到狼牙山主峰棋盘陀。
为拖住敌人，五壮士进行了精心的准备。他们把手榴弹捆成一束束，埋在山上必经的险要处，准备边战边退。第二天拂晓，日军五六百人发动进攻，但被成束的手榴弹所阻，日军恼怒无比，遂用山炮、机枪向山上狂轰滥炸。五壮士则乘机利用炮火烟幕，向山上转移，并以冷枪射杀敌人，吸敌上山。日军攻上山以后，发动多次猛攻，山上到处是弹坑，杂草、灌木都烧光了，五壮士嘴唇干裂，衣服烧破，忍饥挨饿，打退了敌人的进攻。激战到太阳西移，五壮士超额完成了阻敌于正午的任务，遂开始撤退。日军紧追不舍，五壮士被迫撤到三面都是悬崖的棋盘陀顶峰。傍晚，五壮士退至顶峰，已无路可退，于是在弹尽粮竭的困境中，纷纷搬起石头，砸向敌群。这时，敌人蜂拥着攻上来，五壮士仅存最后一颗手榴弹。情势十分危急。班长马宝玉手里拿着最后这颗手榴弹，猛地甩向敌群，然后，他们利用这短暂的间隙，摔断自己的枪支，高喊"中国共产党万岁！""打倒日本帝国主义！""我们是光荣的八路军，八路军誓死不当俘虏"的口号，毅然决然准备跳下万丈深崖。马宝玉走在前头，大喊一声："同志们！跟我来！"随即第一个纵向深谷。副班长葛振林第二个跳了下去。随后，宋学义、胡德林、胡福才一齐跳下悬崖。
五壮士跳下深崖后，马宝玉、胡德林、胡福才光荣牺牲，葛振林、宋学义跳下之后，被半山腰树权挂住，才死里逃生，但均负了重伤，葛振林跌坏了脊骨，宋学义摔断了腰骨，后在当地群众帮助下，回到部队。五壮士的壮烈事迹，在抗日根据地引起巨大反响。为表彰五壮士的壮举，激励解放区军民奋勇抗战，1941年11月晋察冀边区反"扫荡"作战结束后，晋察冀军区第一分区召开嘉奖大会，军分区司令员杨成武代表晋察冀军区司令员聂荣臻，向葛振林、宋学义颁发了奖章、奖品，并命名马宝玉、胡德林、胡福才三人为烈士。从此，狼牙山五壮士英名流传于世。1958年，河北省易县人民在狼牙山主峰建造狼牙山五壮士纪念堂，聂荣臻元帅亲笔题写了"狼牙山五勇士纪念塔"的塔名。抗日根据地实行精兵简政年11月，在陕甘宁边区第二届参议会第一次会议上，李鼎铭先生提出精兵简政的建议，主张政府应彻底计划经济，实行精兵简政主义，避免入不敷出、经济杂乱的现象。毛泽东对此案十分重视，不仅在提案上画了很多红圈，还把它抄在自己的笔记本上，并加了如下的批语："这办法很好，恰恰是改造我们机关主义、官僚主义、形式主义的对症药。"中共中央随即采纳了这条建议，并将其作为一项政策予以实施。1941年11月7日，中共中央军委发出《关于抗日根据地军事建设的指示》，规定主力军大力实行精兵政策，同时大力武装和发展不脱产的民兵。在某些最困难的地区，甚至实行主力部队完全地方化。12月1日，中共中央发出关于精兵简政的指示，要求切实整顿各级组织机构，精简机关，充实连队，加强基层，提高效能，节约人力物力。12月4日，陕甘宁边区政府为实行精兵简政给各县发出指示，指出精兵简政是健全行政机构、提高行政效能的最有效的方案，号召把多余的机关加以裁减归并，把过多人员尽量缩编。12月17日，中共中央发出《关于太平洋战争爆发后敌后抗日根据地工作的指示》，强调必须普遍地实行精兵简政，要求全部脱离生产人数不超过甚至更少于居民的3％。
