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第三十一集团军1938年6月8日奉令组建，首任集团军总司令为汤恩伯，下辖张轸的第十三军、张刚的第九十八军、关麟徵的第五十二军及李仙洲的第九十二军，其中第十三军为该集团军的基本部队。抗日战争爆发时，汤恩伯率其基本部队第十三军赴北平南口布防，在南口保卫战中顽强抵抗日军，坚守南口20余天，其第八十九师罗芳的第五二九团在战斗中几乎全部阵亡，其第四师第十二旅副旅长张本禹亦阵亡殉国。后第十三军的部队自北平、河北至山东，1938年1月18日扩编为第二十军团，汤恩伯任军团长，下辖第十三军、第九十八军和第八十五军。隶属第五战区，曾参加台儿庄会战。1938年6月8日又扩编为第三十一集团军，调归第九战区指挥管辖，并参加武汉会战。由于该集团军系gmd中央嫡系部队，曾作为机动部队，辗转于第五、第九战区作战，参加过随枣会战、第二次长沙会战等战役，被日军内部文件称为“精锐的中核兵团”。1940年初，该集团军调归军事委员会直接指挥管辖，下辖张雪中的第十三军、陈大庆的第二十九军和李楚瀛的第八十五军。1941年后，第三十一集团军调至河南，属第一战区指挥管辖，汤恩伯升任第一战区副司令长官，集团军下辖部队未变。后王仲廉任第三十一集团军总司令，下辖贺粹之的第十二军、石觉的第十三军和马励武的第二十九军。1944年夏的中原会战中，该集团军部队在与日军作战中损失惨重，汤恩伯被撤去第一战区副司令长官职务，调往贵州任黔桂湘边区总司令，第十三军及第二十九军随其前往贵州前线。自1945年起，第三十一集团军王仲廉在第一战区指挥下只管辖吴绍周的第八十五军和赖汝雄的第七十八军。
第三十二集团军1938年6月24日奉令组建，首任集团军总司令由第三战区副司令长官上官云相兼任，下辖夏楚中的第七十九军、刘多荃的第四十九军和王东原的第七十三军，属第三战区指挥管辖，驻防安徽、江西、浙江一线。1939年4月，该集团军总司令上官云相指挥陈安宝的第二十九军参加第九战区反攻南昌的战斗，第二十九军军长陈安宝在战斗中阵亡殉国。1940年后，该集团军下辖第四十九军、李觉的第七十军和莫与硕的第八十六军。1941年初，该集团军下辖陶广的第二十八军和张文清的第二十五军，后在上官云相的指挥下，该集团军4个师的部队参加了围攻新四军的“皖南事变”，挑起**摩擦。1942年8月，李默庵任第三十二集团军总司令，后指挥刘雨卿的第二十九军、第二十五军和余念慈的第六十七军及相当于一个军编制的突击总队游击武装，负责浙东一带防务。1944年初，该集团军总部移至闽北蒲城。1945年夏，该集团军的突击总队下辖的三个突击队缩编为预三师和预四师，后这两个师组成段茂霖为军长的第九十八军。
第三十三集团军1938年10月13日由原平津抗战的第二十九军所改编的第一集团军的大部分部队奉令编组而成，首任集团军总司令为张自忠，下辖其兼任军长的第五十九军、冯治安的第七十七军和曹福林的第五十五军，驻防鄂北地区，属第五战区指挥管辖，该集团军作为第五战区的主力兵团之一参加过著名的随枣战役和枣宜战役，1940年5月16日，第三十三集团军总司令张自忠在率部参加枣宜会战时被日军包围于湖北省宜城县南瓜店，后在激战中阵亡殉国。他是亲临前线参加对日作战而阵亡的军阶最高的将军，后被国民政府追赠上将军衔。张自忠阵亡后，冯治安继任第三十三集团军总司令，后刘和鼎的第三十九军曾加入过该集团军的战斗序列。1941年第三十三集团军参加过第二次长沙会战策应作战。1941年后，第三十三集团军奉令调归第六战区指挥管辖，后参加过鄂西会战、常德会战外围作战、豫西鄂北会战等战役。自1944年起，冯治安的第三十三集团军在第六战区的指挥下一直管辖刘振三的第五十九军和何基沣的第七十七军。
第三十四集团军1939年1月14日奉令组建，首任集团军总司令为第十战区司令长官蒋鼎文兼任，副总司令为胡宗南。下辖李文的第九十军、范汉杰的第二十七军等部，驻防陕西，属第十战区指挥管辖。1940年初，第三十四集团军调归第一战区指挥管辖，胡宗南继任该集团军总司令，宋希濂、陶峙岳任集团军副总司令，下辖丁德隆的第一军、董钊的第十六军，李铁军的第七十六军、赵锡光的第三十六军和孔令恂的第八十军，驻防豫陕交界地区。其中第一军为该集团军的基本部队和胡宗南的起家部队，并且源于黄埔军较的“党军”，故被视为嫡系中的“嫡系”。日军也将其视为第八战区的“核心部队”。第一军曾在1937年参加淞沪会战，取得相当战绩，后在河南武胜关一线对日作战不利，随即退回陕西。1941年初，该集团军第八十军奉令渡过黄河，增援中条山区中国抗日部队。1941年5月初，日军发动中条山战役，第八十军新编第二十七师遭到惨重失败，师长王竣、副师长梁希贤、参谋长陈文杞均阵亡殉国。1942年后，第三十四集团军又调归第八战区指挥管辖。1944年初，李延年任第三十四集团军总司令，下辖张卓的第一军、李正先的第十六军和李文的第九十军。1944年春中原会战爆发后，该集团军第一军、第十六军及其他部队曾自陕西开进豫西抵抗日军。第八师副师长王剑岳在战斗中阵亡殉国。后该集团军又调归第一战区指挥管辖，胡宗南代理第一战区司令长官，李文任第三十四集团军总司令，李明灏、周体仁为副总司令，下辖罗列的第一军、李正先的第十六军和严明的第九十军。
第三十五集团军1939年10月8日由粤军一部奉令组建，该集团军总司令、副总司令初为李汉魂、邓龙光，后为邓龙光、朱晖日，曾长期驻防两广地区。刚组建时下辖陈公侠的第六十四军的邓鄂的第一五五师、王德全的第一五六师和官的第一五九师。属当时负责两广地区的第四战区指挥管辖。同年底，该集团军奉令参加桂南会战，担任广西宾阳一线对日作战任务。1942年后，第三十五集团军又划归负责广东的第七战区指挥管辖，下辖第六十四军、邹洪为军长的暂编第二军和彭林佳为指挥官的广阳守备区的两个保安团。1944年秋桂柳会战期间，第三十五集团军又划归负责广西的第四战区指挥，奉令参加对日作战，在桂林、柳州一线与日军作战，此时，该集团军辖黄涛的第六十二军和张弛的第六十四军。后第三十七军也曾奉令加入过该集团军的战斗序列。1945年4月，张弛的第六十四军和黄涛的第六十二军均编入中国陆军总司令部直辖的，用于担负战略反攻任务的四个方面军中的第二方面军，第三十五集团军番号撤销，后第二方面军参加了桂柳地区反攻作战。
第三十六集团军1939年10月24日由出川抗日，驻扎在晋东南的川军李家钰的第四十七军奉令扩编而成，集团军总司令为李家钰，该集团军仅辖李家钰兼任军长的基本起家部队第四十七军，下辖李青廷的第一○四师和李宗的第一七八师。1937年秋，第四十七军奉令出川抗日，在第二十二集团军编成内自西昌徒步至宝鸡，后乘火车至陕西、河南，渡过黄河，开入山西抗日前线。后第二十二集团军的主力自娘子关战役后赴河南、山东，接受第五战区指挥。第四十七军奉令留驻长治，接受第二战区副司令长官卫立煌的指挥，曾在第四集团军的编成内在晋东南一线作战，参加过保卫长治的战斗。后奉调转入中条山区，驻守平陆一线，多次粉碎日军攻占中条山的企图。1939年10月24日奉令扩编为第三十六集团军。1941年中条山战役后，第三十六集团军退过黄河，驻守河南新安一线。后张际鹏的第十四军曾加入第三十六集团军的战斗序列。1944年5月第三十六集团军参加中原抗战。5月21日第三十六集团军总部转移至陕县秦家坡时，遭日军伏击，集团军总司令李家钰当场阵亡，其他官佐也损失惨重，后刘戡、李玉堂曾任该集团军司令。其基本部队第四十七军经补充后在军长李宗昉率领下复归第五战区的第二十二集团军序列。第三十六集团军番号被撤销。1945年3月22日，第三十六集团军在第一战区恢复，新的第三十六集团军由李玉堂、俞济时任总司令，文朝籍、韩汉英任副总司令，下辖谢辅三的第二十七军、李汉章的暂编第五军和刘茂恩的第十五军。后该集团军的部分部队曾奉令参加过豫西、鄂北会战。
第三十七集团军1939年11月20日由粤军一部奉令组建，集团军总司令为叶肇，下辖其兼任军长的基本部队第六十六军，包括官的第一五九师和宋士台的第一六○师，组建后即奉令赴广西参加桂南会战，受第四战区的指挥管辖，曾在反攻南宁和宾阳地区的战斗中参加对日作战。此次会战结束后，该集团军总司令叶肇因作战不利被扣押，交军法审判。第三十七集团军番号撤销。1944年初，第三十七集团军番号在胡宗南的第八战区恢复使用。丁德隆为集团军总司令，韩锡侯、王文彦为副总司令，下辖罗历戎的第三十六军、袁朴的第八十军和彭杰如的新编第七军。1944年中原会战爆发后，第一战区部队损失惨重，第一战区司令长官蒋鼎文、副司令长官汤恩伯被撤职，后胡宗南代理第一战区司令长官，故第三十七集团军改归第一战区指挥管辖。
第三十八集团军1939年11月20日奉令组建，集团军总司令系号称gmd军“机械化部队之父”的徐庭瑶，下辖李延年的第二军、杜聿明的第五军、甘丽初的第六军、姚纯的第三十六军和傅仲芳的第九十九军。组建后即奉令参加桂南会战，属第四战区指挥管辖，该集团军是桂南会战的主力兵团，其第五军首次以机械化装甲部队，步炮坦协同作战，经浴血奋战，全歼日军统帅部的战役总预备队，号称“钢军”的第五师团第二十一旅团，取得了著名的昆仑关大捷。其第二军副军长郑作民也在该战役侧翼阻击战斗中阵亡殉国。桂南会战结束后，第三十七集团军番号奉令撤销，其所辖部队返回各自战场。1944年4月，第三十七集团军番号在胡宗南的第八战区恢复使用，集团军总司令为范汉杰、副总司令为赵锡光、高桂滋，下辖李世龙的第三军、刘安祺的第五十七军、周士冕的第二十七军、高桂滋的第十七军和贺光谦的骑三军。1944年中原会战爆发后，因第一战区作战不利，该集团军部队曾赴豫西参加对日作战。1944年底，因第一战区司令长官蒋鼎文、副司令长官汤恩伯被撤职，胡宗南代理第一战区司令长官，故第三十八集团军调归第一战区指挥管辖，此时集团军总司令为董钊，下辖罗历戎的第三军和贺光谦的骑三军。
第三十九集团军1940年4月9日奉令组建，首任集团军总司令为石友三，下辖其兼任军长的基本部队第六十九军和高树勋的新编第八军，属冀察战区指挥管辖，驻防冀南一线。石友三兼任冀察战区副司令长官兼察哈尔省主席。后因石友三经常伪装抗日，与日伪军勾结。1940年12月1日，新八军军长高树勋奉重庆军事当局密令，将石友三扣压后处决。后卫立煌兼任该集团军总司令，高树勋就任第三十九集团军副总司令，下辖其基本部队新编第八军和米文和任军长的第六十九军。1942年，高树勋升任该集团军总司令。后第三十九集团军退至河南豫陕边境，属第一战区指挥管辖，胡伯翰接任新八军军长。1944年中原会战时，第十四军也加入第三十九集团军的战斗序列，该集团军作为第一战区直辖部队，曾在豫西与日军作战。1945年初，第三十九集团军总司令高树勋升任冀察战区总司令，其新编第八军划归冀察战区直接指挥，第三十九集团军番号撤销，后冀察战区的新八军参加了豫西鄂北会战。
第四十集团军1943年9月28日由驻扎在青海的中**队奉令编组而成，集团军总司令为马步芳，副总司令为马步青，下辖马继援为军长的第八十二军和马呈祥为军长的骑兵第五军，属第八战区指挥管辖。抗日战争爆发后，青海马步芳在全国抗日gao潮影响下，组建暂编骑兵第一师出省抗日，属第一战区指挥管辖，驻防河南安徽一线，1939年6月，暂编骑兵第一师第二旅旅长马秉忠在淮阳一线与日军的战斗中阵亡。由于这支骑兵部队对日作战勇猛，尤其是马上骑乘劈刀技术娴熟，屡次给日军骑兵以重创。后被升格为骑兵第八师，由马步康担任师长，曾在1944年中原会战阜阳保卫战中顽强抵抗日军的进攻。1944年夏，第四十集团军的骑五军奉命开入新疆驻防。至1945年春，第四十集团军总司令为马步芳，副总司令为马步青，下辖第八十二军的第一○○师、暂编第六十一师、新编骑八师和骑五军的骑五师、暂编骑一师、暂编骑二师。
以上文中所介绍的各个集团军的情况只是梗概，因战争时期及各次具体战斗，各部队隶属关系变化频繁，不可能在此一一详尽叙述。另外，也有一些中国抗日军队在对日作战中，并未冠以集团军的番号，但他们所处战区的范围、部队的规模、对日作战的战绩都足以与各个集团军相媲美的，如，中国第一次入缅远征军、中国驻印军及第八战区副司令长官傅作义将军指挥下的绥西抗日部队等，都是集团军级的作战单位，但都未以集团军的名义出现，故文中没有介绍。