继淞沪会战、太原会战、徐州会战之后，日寇企图通过武汉会战取得决定性的胜利，进而一举征服中国。
武汉在汉朝属江夏郡,是江汉平原上的一颗明珠，地居中华腹地，战略地位重要。此处水网纵横、湖泊遍布、港湾星散，扼长江东西水道之中心、连南北陆路之要津，自古以来即是兵家必争之地。

南京失陷之后，重庆为国民政府陪都，但实际的抗战首都却一度在武汉。国民政府军事委员会等正面战场最高决策指挥机构等，直接迁往武汉。
此战日本在一线直接作战就有12个师团，35万人。还有主战坦克300余辆、各型火炮1500余门、作战飞机500多架，舰艇超过120艘。日军二线支援保障性作战部队也达数十万，日本人自己的文件中也说，此战日军“倾注了全力”，“没有应变之余力”。
国军方面，有将近130个师，110万人，40多艘水面舰只、上百架作战飞机。

日军战略是大局进攻，高举高打。他们认为，武汉会战是一个"结束战争的最好机会"，占领汉口"就能支配中国"。国军的战略则是"要以持久战、消耗战，打破敌人速战速决之企图"，"此次作战，将不以一城一地的得失进退为重，而在于自动地选择有利的作战地区，达成歼灭敌人有生力量之目的。"
武汉会战，不仅仅是在武汉战斗，战场包括湖北、安徽、江西三省。

整个战役中，最值得称道的，是万家岭之战
第9战区第一兵团司令长官的薛岳，根据万家岭一带系山岳丛林地的特点，将部队部署成了反八字形阵势，准备围歼日本106师团。薛岳自言："如袋捕鼠，又如飞剪，敌犯右则中左应，犯左则中右应。敌苦钻进来，就很难逃出去。"

这一仗日军果然近了薛岳的包围圈，但日军其他兵团纷纷来援，国军打的很艰苦。51师第305团团长的张灵甫表现突出，先是带领奇兵从绝壁而上突袭得手，后是带伤坚持指挥战斗，坚决堵住了日军突围方向。万家岭之战结束，张灵甫即被提升为旅长，此后扶摇直上，成为国民党军中“王牌中的王牌”74师师长。
万家岭之战，予日军整整一个师团以毁灭性打击，歼敌万余，生俘日军官兵共一百多人。
经过此战，薛岳成长了，而且信心大增，后来他组织几次长沙会战，歼灭日军超过10万，可谓日军的克星。

武汉会战共持续4个多月，最后为保存有生力量，像敦刻尔克撤退一样，国军撤离武汉。
经过四个月的激战，国军空军及海军基本上被消灭，共损失40余万人。日军虽然攻占武汉，战舰损失70余艘，飞机损失100余架，共损失20余万人。

国军之大部分主力仍然存在，而日军反而被削弱，日本以消灭国军主力及结束战争的目的未能达成，中国战场陷入僵持状态。
武汉会战是抗日战争中规模最大、战线最长、双方伤亡最惨的一场战役，是抗日战争的一个重要转折点。日本经此一战，有生力量消耗明显，加上战线过长，再也无法组织20万人以上的大会战，当然也无法攻下陪都重庆。