1937年7月抗战,第51师调往淞沪战场,投入真茹防线与日军激战3个月.上海大报如申报,新闻报均于头版刊载王肖像.11月部队撤退,第51师调往南京参战,戍守南京东郊淳化镇,湖熟镇等地,伤亡惨重,逐步退往城下.退到南京后该师于下关集结渡江.12月11日第51师渡江时王乘车入城巡视鼓楼,并晋见唐生智.渠料唐生智早已逃离,王在乱军中弃车登上挹江门,驻军第36师1个排长用绑腿将王氏送出城.王氏出城后找到师工兵营的一艘渡船,才逃离危城. 第51师在蚌端口集合时只有残兵3000余员,稍事收容后该师调开封整补,旋开沙市.1938年4月又急调兰封参加兰封会战.兰封会战结束后该师调往南阳,中途考开江西,参加了南浔路战役.是役该师于张古山与日军血战七日,粉碎敌军突围的妄想,也奠定一代雄师的威名.战后该师调往长沙,并协助长沙在文夕大火后之重建工作,受到民众好评.
1939年第74军调往赣北战场,此后在罗卓英指挥下成为赣北一系列大战的主力,王也升任第74军军长.1941年3月上高会战,王因功奉颁青天白日勋章,第74军获颁武功状两轴.上高会战也是第74军的转折点,当时军委会决定调整4个军为攻击军,西北战场签定第1军与第2军,华中战场只决定了第5军.余下1个名额由第18军与第74军竞争,战后第74军即由蒋亲批为攻击军,在分宜,新余整训.军直部队扩为炮兵团,工兵团,辎重团,补1团,补2团,搜索营,高炮营,战防炮营,通信营,特务营,战力强大,成为华中四大战区的总预备军