武汉会战是1938年6月至10月，中国军队为保卫武汉，同日本侵略军在武汉外围的广大区域进行的一次大规模会战。
1938年5月，日军攻陷徐州后，积极准备扩大侵略战争，以武汉三镇为目标，制定了进攻汉口的作战计划。日军进攻武汉的兵力是华中派遣军主力第2军、第11军两个军，后不断增兵，后期拥有14个师团和两个旅团、两个支队、两个野战重炮旅团、两个战车团、3个飞行团，总兵力约30万人，有坦克300多辆、各型火炮1500多门、各型飞机300架、各型舰艇120艘。此外，日军还配有毒气战等特种作战力量和其他作战保障兵力。
日军计划以主力沿淮河西进大别山北麓，占领信阳后转平汉铁路南下，另以一部沿长江西进，从北面和东面进攻武汉。6月11日，为阻止日军西进，国民政府“以水当兵”，挖开了黄河花园口大堤，黄河水淹没了豫东、皖北的大片土地，形成的千里黄泛区与淮河连成一片，使日军无法西进和沿平汉铁路南下。最终，日军放弃沿淮河西进大别山的计划，改为以主力第11军沿长江两岸向武汉推进；以第2军由淮河向南翻越大别山，助攻武汉。
1937年12月南京沦陷后，国民政府虽迁都重庆，但大部分军政机关都在武汉，武汉成为中国的军事指挥中心、抗战中心和事实上的战时首都，战略地位十分重要。
1937年12月13日，即南京失守当日，国民政府军事委员会在武昌拟定了《军事委员会第三期作战计划》，决定“国军以确保武汉为核心、持久抗战，争取最后胜利为目的”。1938年1月11日，成立武汉卫戍总司令部。随后又组建江防部队，负责防守武汉下游的马垱、湖口、九江、田家镇等长江要塞。6月8日，制定《保卫武汉作战计划》，决定从徐州战场转移到豫皖边境的第5战区部队“以现在态势，确保大别山主阵地，积极击破沿江及豫南进犯之敌”。14日，成立第9战区，由陈诚任司令长官。至此，保卫武汉作战的兵力及防线最后确定：由第9战区的23个军49个师负责长江南岸及武汉的防务；由第5战区所部共26个军58个师负责大别山南北两翼及长江北岸的防务。另以第1战区在平汉铁路的郑州至信阳段以西地区，防备华北日军南下；第3战区在芜湖、安庆间的长江南岸和江西南昌以东地区，防备日军经浙赣铁路向粤汉铁路迂回。各战区所属部队加上骑兵、炮兵、工兵、海军和空军，总计14个集团军，47个军，130个师，作战飞机约200架，舰艇30多艘，总兵力约100万人。
中国军队的作战方针是“守武汉而不战于武汉”，要充分利用鄱阳湖、大别山地障及长江两岸的丘陵、湖沼，实施战略相持，争取作战4-6个月，予敌以最大消耗；南昌、九江、黄梅、大别山东麓向北一线为第一防御地带，以东为游击区，由此地带开始实行逐次抵抗；萍乡、铜鼓、瑞昌、广济、罗田、麻城至武胜关一线为第二防御地带，即决战地带。作战部署是第9战区第1兵团防御南昌至德安一带鄱阳湖西岸，第2兵团防御德安、星子至九江一线；第5战区第3、第4兵团防御长江以北、大别山东麓一线；武汉卫戍部队固守武汉核心阵地。
1938年5月29日，日本大本营命令华中派遣军与海军协同作战，攻取安庆、马垱、湖口及九江，作为进攻武汉的前进基地。6月1日，日军波田支队由芜湖溯江西进，进攻安庆、马垱、湖口、九江；第6师团从合肥进攻舒城、桐城、潜山、太湖、黄梅等地，策应溯江进攻部队作战。11日，日本海军当局通告驻汉口各国领事，称溯江进攻武汉的作战已经开始。12日，波田支队占领安庆，继续沿江西进。13日，第6师团攻占桐城后，转向西南方向进攻，17日占领潜山。
6月18日，日军进攻安庆与湖口、九江之间的马垱要塞。水面进攻受阻后，日军于23日由陆路偷袭马垱山下游16千米处的香山。24日，日军使用毒气弹，突破香山阵地。29日，日军迂回到马垱要塞后方彭泽登陆。马垱中国守军腹背受敌，被迫弃守马垱要塞，日军占领马垱。随后，日军以第106师团沿公路西进，波田支队乘舰艇分批西上，合攻湖口。7月5日，日军经过两日猛攻和使用毒气弹后，占领湖口。7月22日，日军第106师团越过鄱阳湖，在九江以东的姑塘登陆，守军第2兵团以第70、第64军等部协同第8军实施反击，但未击退日军。26日九江失守。日军取得从江南进攻武汉的桥头堡。
波田支队沿长江西进，8月10日，在瑞昌东北的港口登岸，向瑞昌进攻。第3集团军在第32军团增援下奋力抗击。20日，日军第9师团投入战斗，协同波田支队合击瑞昌。守军力战不支，24日瑞昌失守。第9师团和波田支队继续沿长江西进，同时第31集团军和第32军团等部在瑞昌以西地区节节抵抗沿长江西进的日军。9月14日，波田支队在海军配合下，向码头镇发动总攻。第31集团军阻止不住日军攻势，退守富池口，马头镇失陷。波田支队继续沿长江南岸推进，9月16日，进攻沿江要塞富池口。中国守军利用富池口天险，同日军血战近10天，多次击退日军的进攻，日军采用施放毒气等手段，于9月24日攻陷富池口。第2兵团组织第6、第54、第75、第98军和第26、第30军团等部在阳新地区加强防御。至10月22日，阳新、大冶、鄂城相继失守，日军第9师团和波田支队逼近武昌。
波田支队进攻瑞昌的同时，日军第106师团试图突破南昌、九江间的南浔铁路，一方面策应长江沿岸的作战，另一方面试图沿南浔路西侧向鄂东推进，从东南面包围武汉。中国守军利用有利地形，重创日军，遏制了日军攻势。
为增援第106师团，日军第101师团向庐山南面的星子发动进攻，进而向德安推近。8月21日，第101师团从湖口横渡鄱阳湖增援，突破第25军防线，攻占星子，协同第106师团企图攻占德安，夺取南昌，以保障西进日军的南侧安全。第1兵团第66、第74、第4、第29军等部协同第25军在德安以北的隘口、马回岭地区与日军激战，双方成胶着状态。
9月20日，获得补充后的第106师团从马回岭向德安西南推进，第101师团向德安东面推进，计划与第27师团一起，夹击德安。第106师团孤军深入，沿途受到中国军队的阻击和游击，伤亡惨重。进至德安西面万家岭地区时，被薛岳指挥的第1兵团第4、第66、第74军等部从侧后迂回包围。10月7日，中国军队发起总攻，激战三昼夜，多次击败日军反扑。日军由于孤立无援，补给断绝，大部被歼。万家岭大捷歼灭日军10000余人，缴获火炮44门，轻重机枪200多挺，步枪3000多支，生俘日军100多名，日军第106师团几乎全军覆灭。
9月中旬，为配合第106、第101师团进攻德安，日军第27师团从瑞昌向箬溪、德安推进，沿途受到中国军队阻击，进展缓慢，直到10月5日才占领箬溪。守军第1兵团的3个军，在德安以西阻击日军。10月10日，第27师团一部企图增援万家岭的第106师团，在万家岭西面白水街地区被中国军队重创。其后，第27师团转向西北进攻，18日攻占辛潭铺，向金牛方向进犯。
在日军波田支队、第106师团攻占长江南岸各地的同时，江北的日军第6师团从潜山向太湖进攻，相继突破第31、第68军防线，至8月3日，先后攻占太湖、宿松、黄梅等地。第5战区第4兵团以主力在湖北广济、田家镇、浠水地区迎击日军，第11集团军和第68军固守黄梅西北一线，第21、第26、第29集团军由潜山、黄梅西北山区南下侧击日军，至28日先后收复太湖、宿松。第11集团军和第68军乘势反攻，未果，退至广济地区，协同第26、第86、第55军等部继续抗击日军。第4兵团第21、第29集团军自黄梅西北实施侧击，未能阻止日军，至9月17日，广济、武穴相继沦陷。
9月18日起，北岸日军第6师团开始围攻田家镇要塞。第4兵团以守备要塞的第2军并加强第87军一部固守阵地，以第26、第48、第86军在外围策应作战，攻击日军侧背。日军使用飞机、重炮对田家镇中心阵地进行饱和轰炸，并发射毒气弹。激战十余日，防御阵地被摧毁，守军伤亡甚重，被迫撤出阵地。29日，田家镇要塞失守。日军继续进攻，至10月24日，接连攻占浠水、黄陂，直逼汉口。
在长江沿岸战线进入湖北境内之际，集结在合肥附近的日军第2军第3、第10、第13、第16师团分兵两路，北路第10、第3师团沿六安至光州一线向信阳推进，南路第13、第16师团沿霍山至商城一线向武汉北面推进。第5战区第3兵团以第51军和第19军团第77军在六安、霍山地区，第71军在富金山、固始地区，第2集团军在商城、麻城地区，第27军团第59军在潢川地区，第17军团在信阳地区组织防御。
8月27日，日军第2军从合肥分南北两路发动进攻。29日，南路日军第13师团占领霍山，向商城推进。9月2日，攻占叶家集，当夜强渡史河，进攻富金山。中国守军第71军和第2集团军英勇抵抗，使日军进攻受挫。激战至11日，日军再向富金山阵地猛攻，并多次发射毒气弹。中国守军伤亡殆尽，被迫撤退。次日，日军攻占了富金山。16日，日军第16师团攻陷商城，转兵南下，翻越大别山，进攻鄂东北的麻城。中国军队在商城与麻城之间的沙窝、新店一线布有重兵，据险防守。9月20日起，日军第13、第16师团开始猛烈攻击沙窝、新店一线的中国守军。中国守军第30、第71军利用大别山的险要地形和茂密山林阻击日军。双方激战一个多月，日军已死伤四五千人。直至日军第3、第10师团攻占信阳，沙窝等阵地，中国守军才逐次南撤。24日，日军第16、第13师团越过大别山，进入麻城，然后沿宋埠、黄安、河口镇向武汉推进。
北路日军第10师团在8月28日占领六安后，强渡淠河和史河，于6日占领固始。7日，进攻潢川，守军第59军与日军鏖战十多天。19日，潢川失陷。21日，日军第10师团突破第17军团第45军阵地，攻占罗山。日军继续西进，在信阳以东地区遭第17军团反击，被迫撤回罗山。10月2日，日军第3师团迅速从光州出发，经罗山北面向信阳东北推进，策应第10师团进攻信阳。11日，第3师团到达信阳北面，切断了平汉铁路，第10师团主力到达信阳南面，第10师团一部到达信阳东面，与第3师团一起包围了信阳。10月12日，日军在优势炮火、战车的掩护下攻占信阳。
10月16日，日军第10师团从信阳南下，沿平汉铁路西侧向武汉推进，相继突破平靖关、武胜关。中国军队在桐柏山一带阻击日军十余日，直到10月26日武汉沦陷，日军第3师团、第10师团才打出桐柏山，向应山、安陆、孝感、应城推进。
到10月24日，日军对武汉形成了东、北、南三面包围的态势。为保存军力以利长期抗战，国民政府军委会于10月24日下令放弃武汉，命令武汉守军撤退。25日，日军第6师团从黄陂出发向汉口北面推进，当晚进入汉口市区，26日占领汉口。同日，日军波田支队占领武昌。27日，日军第116师团与第6师团各一部占领汉阳。至此，武汉会战宣告结束。
武汉会战从1938年6月11日日军进攻安庆起，至10月25日中国军队撤出武汉止，历时4个半月。战事从武汉外围沿长江南北两岸展开，遍及安徽、河南、江西、湖北四省广大地区，战线纵横数千里，是中国全面抗战以来投入兵力最多、战线最长、规模最大、持续时间最长的一次会战。中国军队虽然没能守住武汉，却大大消耗了日军的有生力量，打破了日本妄想“速战速决”，一举摧毁中国军队主力，迫使中国屈服，早日结束战争的计划，成为中国抗日战争的重要转折点。武汉会战结束后，中国抗日战争开始进入战略相持阶段。
