1937年11月，國民政府從南京遷址武漢後，武漢成為全國軍事、政治中心。當時，日軍認為隻要攻占武漢，控制中原，就可以支配中國。武漢是華中腹地，是大陸水陸交通樞紐，素有“九省通衢”之稱，戰略位置非常重要，曆來是兵家必争之地。
面對日軍的進攻，時任武漢衛戍區第一兵團總司令的薛嶽将軍在萬家嶺一帶依山布陣，部署了7個軍的兵力，其中包括嫡系中的嫡系74軍，軍長王耀武駐守張古山附近。薛嶽兵團利用德安以北的山地，構築了剪刀陣地，此陣地形如一把剪刀，左右依托山嶽，中間凹入，又像一個反八字，也叫反八字形剪刀陣地。陣地的東西南三面構有重機槍掩體，炮兵陣地在側後方，火力能覆寫整個陣地的中心。
事關國民政府的安危，薛嶽兵團不敢怠慢，派出看家部隊迎戰，南浔線激戰數月，岡村甯次率領的數萬日軍仍然沒有突破，反而處處受挫。岡村甯次打算铤而走險，趁薛嶽攻擊日軍27師團而出現的盲區，派出了106師團展開大穿插，企圖繞後薛嶽後方迂回包圍，前後夾擊擊破薛嶽兵團，薛嶽心頭暗喜，二面合擊27師團雖然略占優勢，但根本不可能全部殲滅，一是敵人有大量援兵，二是敵人可以随時向後方逃竄。而孤軍闖入的106師團卻是沒有日軍接應的穿插部隊，重火器也不太多，而且因為是山區，日軍機械兵團行動不便，相反有利于我野戰部隊包圍。
薛嶽當機立斷，将計就計，着手松開27師團，将伏擊陣地預設到萬家嶺地區，這裡山高林茂，讓日軍機械化裝備失去作用，又有利于我方大量投入兵力。106師團自以為找到薛嶽兵團的漏洞，正加快行軍步伐，守軍後撤讓開，同時二側周邊的國軍部隊合攏過來，一個大的口袋陣已然形成。106師團1萬多人趕到萬家嶺，消息傳來，薛嶽正在喝菜粥，扔下手上的碗，大吼一聲：“來得好，給老子全線出擊“。10月2日中國軍隊開始進攻被圍日軍，密集的炮火從四面飛來，直炸得小日本到處找掩體，這下子搞傷、搞殘、搞死不少。
但是打援的58師卻面對的是拼命來救援的日軍。正面阻擊，幾乎傷亡殆盡。這個代價不小，天上飛機炸，地面炮彈炸，守不住也得守，就是不能讓日軍前進一步。薛嶽見局勢不穩，立即指令前敵總指揮吳奇偉總攻。日軍此時依靠一些制高點負隅頑抗，尤其是張古山高地，地勢險要，外圍快要頂不住了，薛嶽于是組織了十來支300人左右的敢死隊沖鋒，大部隊随後壓上，力圖在外圍陣地沒垮之前殲滅106師團。其中一隻敢死隊是305領頭，他們不走尋常路，非要學猴子爬山，從張古山後山懸崖上切入。這支奇兵起了極大作用，導緻106師團再次潰散。
包圍圈裡的日軍沒吃沒喝，還得忍受同伴死屍的惡臭。日軍再精銳也戰勝不了饑餓，軍馬被流彈打死後，立即會有士兵沖到馬屍旁，用軍刀把肉割下來，連内髒也挖出來當作食物，剛開始還掩埋同伴屍體，到最後餓得埋人的力氣也沒有了。處處彌漫着難聞的氣味。由于不可能将死掉的日軍帶回去，他們依照習慣，切掉手指或耳朵代替，裝包帶走。此時的日軍大學營指令不惜一切代價救出106師團，面對日軍大量援軍，薛嶽見好就收，果斷撤出了戰場。此戰，日軍遺留下三千具屍體。
萬家嶺戰役和平型關、台兒莊戰役齊名，隻是因為武漢失守，不太為人們所記憶。國民政府以武漢為中心，在周邊大量消耗日軍，并且不在城裡與日軍決戰的正确方針，使得日本天皇計劃此次會戰将蔣政權降為地方政權的願望破産。這以後74軍也被日本人稱為三五部隊，也叫第一恐怖軍。