在八年抗戰期間，抗戰老兵們常提到日軍的戰鬥力，但在日軍眼中，中國軍隊的實力又如何呢？在抗戰爆發前，日軍詳細調查了中國軍隊，認為「中國軍隊基本上是軍閥的私人部隊，編制、裝備、素質、訓練都不理想，作為國防軍表現得軟弱」。他們還將國民政府控制的中國軍隊分為三類：蔣介石的嫡系軍隊（中央直系）、改編的地方軍（中央旁系）和未受蔣介石直接控制的地方軍。
抗戰期間，中央直系部隊最受日軍關註。日軍的戰史和戰報顯示，日軍對中央直系軍隊相當重視。特別是在武漢會戰後的相持階段，日軍將消滅中央軍作為目標，認為「只要中央軍存在，迅速解決中國問題無異於癡人說夢」。岡村寧次擔任第11軍司令官時在報告中提到：「在歷次會戰中，中央軍不僅是主要戰鬥動力，還嚴格監管那些逐漸喪失戰鬥意誌、徘徊不前的地方雜牌軍，以確保他們不掉隊並保持步調一致，因此不能忽視中央軍的力量。」
關於抗戰，有一種說法是國民黨的中央軍畏縮不前，讓地方雜牌軍與日軍作戰。2011年，李敖在廈門大學演講時說，抗戰最重要的力量是雜牌軍，並舉了西北軍出身的張自忠將軍以及其他軍閥和遊擊隊的例子。
事實上，淞滬會戰、南京保衛戰和武漢會戰初期，中央軍發揮了重要作用。淞滬會戰投入了70多個師，其中12個中央嫡系師、9個川軍師、7個桂軍師、5個粵軍師、3個黔軍師，其他都是改編的東北軍、西北軍、鄂軍、湘軍等「半嫡系」師。最早與日軍交戰的87、88、36師和教導總隊，都是中央軍的精銳部隊。87師堅守了閘北兩個半月；88師陣亡2個旅長、3個團長、11個營長；36師有1.2萬多人傷亡。後來，胡宗南、羅卓英、宋希濂等中央軍嫡系部隊也參與了迎擊日軍的行動。中央軍的空軍和海軍幾乎全部損失。
至於桂軍，白崇禧因為在地圖上劃定的進攻面過大，未考慮到比例尺問題，導致桂軍在前線遭受重大犧牲。白崇禧後來聽說散落的桂軍士兵被友軍收容，感到顏面盡失，幾天沒吃飯。幸好胡宗南部隊前來支援，穩定了陣地。
從上海撤退的桂軍原本要保衛南京，但白崇禧因為害怕桂軍全軍覆沒，不讓桂軍進入南京，只是觀望。南京的防守主要靠中央軍嫡系的5個軍、教導總隊、川軍2個軍和粵軍2個軍。最早迎擊日軍的是中央嫡系的教導總隊、71軍和72軍，他們在雨花台、中華門等地進行了激烈戰鬥，損失慘重。相對來說，粵軍的表現較好，他們在南京突圍殲敵，表現出了英勇的一面。
武漢會戰投入了129個師，其中包括20個川軍師、11個桂軍師、7個粵軍師和4個滇軍師，其余都是中央軍嫡系或「半嫡系」。在這場會戰中，各支國軍奮勇殺敵。孫元良提到，「從淞滬會戰到武漢會戰，中央軍精銳損失了大半。」
這些戰役中，川軍表現不盡如人意。王世傑提到，川軍數量超過了日軍常備軍總數，但紀律和裝備都很差。川軍在抗戰中的貢獻主要是楊森部隊，而劉湘部隊多次潰散。太原會戰期間，孫震兩師在遇到敵人時即潰散，鄧錫侯一度失蹤，造成極大的後方混亂。
總體而言，中央軍在抗戰中的表現與雜牌軍不同，雜牌軍並非抗戰的主要力量，而中央軍在多次會戰中承擔了主要任務。
