1936年12月12日發(fā)生西安事變。蔣介石不得不順應(yīng)民意,，與中國共產(chǎn)黨合作抗日,。郭汝瑰見為國效力的時(shí)機(jī)已到，經(jīng)陸大同學(xué)推薦,，到陳誠所屬的第十四師任參謀長,，并到蔣介石籌劃過對(duì)日作戰(zhàn)的“廬山軍官集訓(xùn)團(tuán)”受訓(xùn),。 1937年7月7日盧溝橋事變，日軍大舉進(jìn)犯中國,，抗日戰(zhàn)爭全面爆發(fā),。郭汝瑰所在的第十四師，奉命參加華北的抗戰(zhàn),。中途因日軍進(jìn)攻上海,，又奉命回師參加淞滬會(huì)戰(zhàn)。這時(shí)的蔣介石,，為保衛(wèi)首都南京,，對(duì)淞滬會(huì)戰(zhàn)還是下了很大的決心。不僅調(diào)集和組成了左,、中,、右三個(gè)方面軍的近百萬主力部隊(duì)，與侵犯上海地區(qū)的日軍堅(jiān)決對(duì)抗,；還自任司令長官,，以激勵(lì)官兵的斗志。第十四師的兩個(gè)旅奉命在南北塘口一線作戰(zhàn),，該師所屬四十二旅旅長心存膽怯,，師長霍揆彰怕其誤事，讓郭汝瑰與其交換職務(wù),，去代理四十二旅旅長,。郭汝瑰在數(shù)十架敵機(jī)狂轟濫炸下，率部堅(jiān)守陣地,，每到下級(jí)有人叫喊“頂不住”時(shí),，就沖出掩蔽部督戰(zhàn)。并在戰(zhàn)局危急關(guān)頭,，留下遺書,，親臨斗志發(fā)生動(dòng)搖的八十四團(tuán)指揮作戰(zhàn)。該旅與日軍反復(fù)沖殺七天七夜,，八千多人只剩下二千多人,，陣地仍未丟失。從此,，被一些同僚視為書生的郭汝瑰,，就成為全軍著名的戰(zhàn)將。不久,，陳誠任命郭為五十四軍參謀長,。

如果說在淞滬戰(zhàn)役中，郭汝瑰還是以戰(zhàn)斗中的勇敢機(jī)智,，受到陳誠的器重,，而到武漢會(huì)戰(zhàn)時(shí),，陳誠就以善于戰(zhàn)役謀劃的眼光看待郭汝瑰了。起初,，蔣介石和陳誠并沒有接受淞滬戰(zhàn)役,，特別是南京保衛(wèi)戰(zhàn)失敗的教訓(xùn)，還是根據(jù)德國顧問的建議,，在武漢三鎮(zhèn)構(gòu)筑環(huán)形工事,，準(zhǔn)備死守武漢。當(dāng)陳誠召開作戰(zhàn)會(huì)議,，宣布已擬定好的作戰(zhàn)方案時(shí),，郭汝瑰斗膽直言:“此方案是步南京保衛(wèi)戰(zhàn)的后塵。這樣的環(huán)形陣地,，有一點(diǎn)被突破,，必將全軍崩潰，有下河吃水的危險(xiǎn),。”他建議盡量利用山地,，在武漢的外圍作戰(zhàn),，進(jìn)行積極防御。到會(huì)人員對(duì)郭汝瑰的意見紛紛表示贊同,，陳誠也點(diǎn)頭稱是,，并指定郭汝瑰等重新部署武漢戰(zhàn)役的作戰(zhàn)計(jì)劃。結(jié)果,，武漢戰(zhàn)役各軍均因?qū)嵤┩鈬鲬?zhàn),未受重大損失,。郭汝瑰也因此受到陳誠的特別青睞，提升他為第二十集團(tuán)軍的參謀長,，并且由陳誠推薦蔣介石批準(zhǔn)郭汝瑰為暫五師師長,。他率部參加了長沙第三次會(huì)戰(zhàn)，并以弱勝強(qiáng),，受到戰(zhàn)區(qū)司令長官薛岳的嘉獎(jiǎng),。

置身上層目睹了國民黨的腐敗黑暗

在抗日戰(zhàn)爭中，郭汝瑰從陸軍大學(xué)的一名普通教官,，逐漸進(jìn)入國民黨政權(quán)的上層,。繼受到陳誠的賞識(shí)，得以擔(dān)任暫五師師長以后他又因在長沙會(huì)戰(zhàn)中善于指揮,，受到薛岳的器重,，要他兼任九戰(zhàn)區(qū)軍官訓(xùn)練團(tuán)校官大隊(duì)的大隊(duì)長。旋又被兼任副院長的陳誠,，調(diào)到培養(yǎng)“全能將?！钡膰H研究院任研究委員,；并被自任團(tuán)長的蔣介石，任命為“中央訓(xùn)練團(tuán)”副大隊(duì)長,，成為蔣介石心目中的“軍界精英”,。1944年 3月，又以駐英大使館副武官的名義,，被派赴英國考察國防機(jī)構(gòu)的組織情況,。1945年2月歸國后，已經(jīng)升任軍政部長的陳誠,，在報(bào)請(qǐng)蔣介石批準(zhǔn)后,，即任命郭汝瑰為掌管全國各軍師編制、裝備的軍務(wù)署副署長,、署長,，兼國防研究院副院長。并以軍政部代表的身份,，隨陸軍總司令何應(yīng)欽,，前往芷江和南京，參加接受侵華日軍投降的儀式,。