随枣会战和第一次长沙会战后，日军一连几个月没有大的动作，正面战场出现暂时的平静。国 民党军事当局趁机对全军进行了一次全面整训。通过全军整训，使各部队战斗力有所提高，于是蒋中正更加有发动对日大规模攻势的信心。在这种背景下，国民政府军事委员会在1939年10月召开了第二次南岳会议，决定投入192个师约148万人，于同年12月发起“冬季攻势”，并动用125架飞机配合作战。冬季攻势的主要目标是击溃侵华日军主力第十一军，夺回武汉三镇。为此，以第五、第九两战区为主要攻势地区，二、三战区次之，其他战区策应。
五战区共辖45个师，总兵力约30万人，李宗仁将30个师用于攻击。其中张自忠指挥第二十九、三十三集团军和预备兵团第八十四军，共13个师约9万人，受命攻击京钟公路沿线日军，这是战斗力很强的日军甲种师团第十三师团，然后向汉口发起攻击，夺回汉口。这是第五战区攻势行动的主体，也是全国冬季攻势的重点之一。蒋中正对该方面的作战极为重视，特派军委会魏高参前来担任监军，每日向他报告战况。
12月12日，随着张自忠一声令下，右翼兵团数万大军一齐向当面之敌发起猛烈攻势，一时间枪炮轰鸣，声震山河。但张自忠没有料到，日军早在11月底已经破译了蒋中正关于冬季攻势的密码电报，因而日军各部队已预先构筑了非常坚固的防御工事，而国 民党军恰恰缺乏重炮重机枪等攻坚火器，攻势从一开始就进展不利。
当时在三十八师政治部工作的著名画家潘榭洁兹先生记述了该师浴血奋战的情景：“我们的师在罗家陡坡一带，迎着敌人的主力血战了八昼夜。弟兄们冒着风雪在战壕匍匐着，用冻僵了的手指扳着枪机，没有水喝，没有东西吃，啃着雪块和冻硬的黄土，伤亡已达到了可惊的数目，活着的也都疲弱得不能支撑了。但总司令的命令：‘不准退!’！
经过八昼夜血战，三十八师终于攻克罗家陡坡北面的曾家大包。随后又在王家台子一带杀伤日军1500多人。
日军自卢沟桥事变发动全面侵华战争后，经过一年多的战斗，虽然侵占了中国大片国土，但被歼四十多万，到1938年10月攻占武汉、广州后，由于战线过长，兵力不够使用，特别是受到中国共 产 党领导的八路军、新四军在日军占领区开展对日军的不断袭扰，日军的后勤补给线受到严重影响，导致日军给养短缺，短期内已无力发动大规模的全面性进攻作战，被迫转为守势作战。日军大本营也被迫将侵华战略方针由“速战速决”转变为“持久作战”。日军深深地陷入了中国战场而无力自拔，致使法西斯德国于1939年9月1日入侵波兰挑起第二次世界大战时，日本政府不得不表示：“帝国不介入欧洲战争，决定专向解决中国事变迈进”，拒绝了德国要求日本出兵苏联以策应欧洲战场的请求。
国 军方面，由于仓促作战、装备低劣、训练较差、战术呆板，以及个别将领的消极避战，在对日作战的一年多时间里付出了惨重的代价，丧失了大片东部经济发达的地区。到1939年11月，国 军主力已经撤退到西南、西北和内地一些省份的偏远地区。
言归正传，却说1939年10月，各战区的国 军部队已完成了第一、第二期整训，国民政府军事委员会决定以第二、第三、第五、第九战区为主攻地区，第一、第四、第八、第十、鲁苏、冀察战区为助攻地区。
1939年11月中旬，军委会向各战区下达作战任务：“一、第一战区：攻击开封、博爱，牵制敌人。 二、第二战区：应首先切实截断正太、同蒲两铁路之交通，并肃清晋南三角地带之敌。三、第三战区：以主力约十一个师，截断长江交通，分向湖口、马当、东流、贵池、大通、铜陵、荻港间，伺隙进攻，一举突进江岸，占领坚固阵地；并以轻重火力及敷设水雷，封锁长江。四、第四战区：应以一部相机攻略潮、汕，主力扫荡广九路及南宁之敌。五、第五战区：扫荡平汉线南段信阳、武汉间之敌，进取汉口；并向汉宜公路之敌攻击，截断襄花、汉宜两公路之交通。六、第八战区：应以一部协同第二战区作战，主力攻击归绥附近之敌。七、第九战区：向粤汉北段正面之敌攻击，重点指向蒲圻、咸宁一带，并向武昌挺进；同时攻击南昌及南浔铁路，进击瑞昌、九江之敌。八、第十战区：仍任原河防；并依晋南三角地带攻击之进展，准备以一部渡河扩张战果。九、鲁苏战区：应以广正面由东西两面向泰安、临城间及铜山、滁县间攻击，以策应沿江之作战。十、冀察战区：应以主力切断保定、邢台间及石家庄附近敌之交通；一部切断沧县、德县附近敌之交通，以策应山西方面之作战”。
各战区遵照命令分别向当面之敌发动攻击，大致情况如下：
根据1939年初第三次战区划分，第一战区司令长官为卫立煌，辖皖、豫各一部，作战地区为河南与安徽一部份。所属部队有孙连仲的第2集团军，孙桐萱的第3集团军，兵力包括第12步兵师、1步兵旅、1骑兵师、1骑兵旅，其他特种 部队在外。第一战区的作战曾经攻入开封、沁阳、商邱等地，歼灭大量日军。曾经受到了军委会的嘉奖。
第二战区司令长官是阎锡山，作战地区在山西和陕西一部份地域。所属部队有卫立煌第14集团军，孙蔚如第4集团军，曾万钟第5集团军。杨爱源第6集团军，傅作义第7集团军，共 产 党领导的朱德第18集团军。总兵力包括32个步兵师、14个步兵旅、5个骑兵师、3个骑兵旅，其它特种 部队或地方部队在外。取得的战绩包括：曾经克复闻喜、绛县、夏县、翼县、黎城、涉县、潞城等地。因日军提前发动进攻，打乱了该战区的作战计划，所以战果较小。
第三战区司令长官是顾祝同，作战地区包括江苏南部、安徽南部、浙江、福建。所属部队有陈仪第25集团军，刘建绪第10集团军，上官云相第32集团军，唐式遵第23集团军（其中有共 产 党领导的新编叶挺独立第四军）。总兵力共辖22个步兵师，2个步兵旅（不含特种 部队及游击部队）。取得的战绩包括；曾经攻入南昌、杭州、富阳、余杭等城市，并曾短期切断长江水运。日军也承认：因为“准备工作尚未完成”，由于受到国 民党军队的突然袭击，致使“扬子江航路在大通前面一时被切断”。当时，“战场上硝烟弥漫，杀声震天，枪炮轰鸣，数里外可闻”。但该战区只同日军激战三昼夜就被迫退回原防区，“至其任务未成”，受到军委会的严责，第五十军军长郭勋祺被撤职。
关于第五十军军长郭勋祺被撤职一事，历史上有不同说法。郭勋祺，字翼之，1912年参加入藏新兵，随军西征。入藏征战数年，于1915年返回成都，在潘文华部历任排、连、营、团长。1921年随潘投刘湘部，于是成为刘湘的得力战将，因功升任旅长兼重庆城防司令。1925年8 月，参加莲花池国 民党(左派) 省党部的活动，思想逐渐倾向进步。
1926年9 月，又参加了由杨暗公主持召开的军事会议，引起刘湘猜疑，被撤职。1927年重庆“三三一”惨案发生后，曾掩护一些革 命人士和学生脱险。1931年复任旅长，派往湖北参加围剿革 命根据地。1935年5 月，升任模范师师长，赴天全等地阻击红军。抗战爆发，率军出川抗战。1938年春升任五十军军长，与新四军配合作战屡立战功，受到嘉奖，晋升为第二十三集团军副总司令兼五十军军长。期间与新四军往来和相互支援，被告密。1939年冬蒋中正借“贵池战役”作战不力撤去郭勋祺军职并送回重庆，入陆军大学特五班学习。
第四战区司令长官是张发奎，作战地区为两广，所属部队有吴奇伟第9集团军，余汉谋第12集团军，夏威第16集团军。以上三个集团军共辖18个步兵师，2个步兵旅，不含特种 部队。第四战区曾经攻克翁源、英德、从化等地，并配合国民政府军事委员会桂南行营夺占昆仑关，歼灭 日军第五师团第二十一旅团五千余人，击毙少将旅团长中村正雄。但该战区“丧师折兵，遗弃仓库辎重，损失至巨”，受到军委会的批评。
第五战区司令长官是李宗仁，作战地区在安徽西部、湖北北部及河南南部。所属部队有廖磊率领的豫鄂皖边区游击总司令，张自忠第33集团军，李品仙第11集团军，孙震第22集团军，王缵绪第29集团军。以上共辖26个步兵师，1各骑兵师、不含特种 部队。第五战区以攻势凌厉著称，曾经攻占王家岭、汪家河等坚固据点，日军伤亡惨重。日军有记载：“一直到十二月下旬，敌人对信阳、应山的进攻从未停止”，防守信阳、应山的第三师团和防守襄河河畔的第十三师团在整个冬季攻势中“受到敌军顽强、频繁反复进攻”，日军损失兵员、武器非常巨大。
第八战区司令长官是朱绍良，辖甘、宁、青和绥远全部国 军。第八战区的傅作义部曾攻入包头，并克复五原、临河等地，共歼灭 日军四千六百余人，击毙日军水川伊夫中将（此人是国 军队所击毙的第一名日军中将）和两名大佐，日军自己也不得不承认受到的打击是十分沉重的。
第九战区司令长官陈诚、薛岳(代) ，作战区域在湘、赣西北、鄂南。所辖部队有卢汉第一集团军，关麟徵第十五集团军，罗卓英第十九集团军，商震第二十集团军，杨森第27集团军，王陵基第三十集团军。第九战区曾经攻克崇阳、靖安等地，并给予日军第十一军以沉重的打击。日军第十一军司令官冈村宁次回忆道：该军在冬季攻势中作战“非常辛苦”，守卫崇阳、通城的第六师团自始至终都受到国 民党军队的“顽强、频繁反复进攻”。
第十战区、冀察战区、鲁苏战区均无较大动作。
1939年底至1940年初的冬季攻势是抗 日战争进入相持阶段后国 民党军队发动的一场规模宏大的进攻性战役，它牵制和消灭了日军大量的有生力量。冬季攻势历时三个多月，国 军直接参战兵力达五十五万余人，主动出击一千零五十次，与敌作战一千三百四十次，歼灭 日军两万多人（其中击毙日军中将一名、少将一名、大佐两名），俘敌四百余人，击沉、击伤敌运输舰船九艘，缴获各种火炮十一门，步枪两千七百多枝。日军自己也承认：这次作战“付出的牺牲是过去作战不曾有过的”。
另外，通过冬季攻势，日本看到绝大多数的国 民党军队抗 日斗志都十分高涨，为削弱国 民党军队的抗 日斗志，日本加快了扶植汪精卫成立伪政府的步伐，终于在1940年3月30日汪伪政府粉墨登场。
