1937淞沪会战爆发，日本侵略者在中国的土地上烧杀抢掠，无恶不作。国难当头，全国军民同仇敌忾，此时的薛岳驻守在贵州。他连续三次请命蒋介石，要求到前线抗战，最终得到应允。9月17日，薛岳到达南京，被任命为第十九集团军总司令，归第三战区左翼军总司令陈诚指挥，投入淞沪战场。薛岳的部队在蕴藻浜南岸一带坚守半个多月，虽然伤亡巨大，但也给日寇很大打击。
据薛岳侄子的回忆材料介绍，在淞沪会战中，薛岳还有一次死里逃生的经历。1937年11月11日傍晚，日寇突袭了薛岳设在安亭的司令部。特务营拼死抵抗总算突出重围，但在撤退途中薛岳的车又遭日寇袭击，司机、副官和卫士全都中弹牺牲。薛岳跳进河沟才幸免于难。
1938年6月，薛岳指挥了著名的万家岭战役，几乎全歼日军一个师团。
当然，薛岳一生中最值得称赞的是三次长沙会战。
这三次战役消灭日寇十来万人，创造了抗日史上的一个辉煌战绩。
据说此役蒋介石本来是不打算防守的，但薛岳坚决不撤出长沙，他最终通过宋美龄才说服蒋介石全力支持他死守长沙，薛岳跟宋美龄说：“打败了我自杀，以谢国人；打赢了算我抗命，你们枪毙我！”
最终薛岳没有让蒋介石和宋美龄失望，他取得辉煌的战果。
