抗战时期国民政府有五支抗日王牌军，也是国民党引以为豪的五大主力，分别是新编第一军（新一军）、新编第六军（新六军）、第五军、第七十四军（即整编七十四师）、第十八军（即整编十一师）。其中，建军最早的是第十八军，建军最晚的是新一军和新六军。抗战胜利后，他们被蒋介石用来作为发动内战的本钱，但再也没能续写辉煌，先后被英勇的人民解放军歼灭。被歼灭最早的是整编七十四师，最晚的是第五军和第十八军。
第十八军
该部队是陈诚一手栽培起来的。1930年中原大战后，陈诚因作战有功被升为第十八军军长。但是当时，第十八军实际上只有第十一师。后陈诚以种种借口不断收编杂牌军，故第十八军规模最大时曾辖有8个师。由于陈诚深得蒋介石的宠爱，第十八军也就备受青睐，其装备在当时国民党军队中是最先进的。这支军队训练有素，以能征善战著称。
第十八军最著名的战绩是石牌保卫战。1943年4月下旬，日军调集7个精锐师团10万兵力，以及上百架飞机发动鄂西会战，意在打通长江上游航线，抢夺洞庭湖畔之粮食，并击破陪都重庆的门户。鄂西会战中，第十八军第十一师坚守被重庆统帅部比作中国的斯大林格勒的石牌要塞。在战斗紧张进行之际，陈诚电话询问师长胡琏有无把握守住阵地。胡琏坚定地回答：“成功虽无把握，成仁确有决心。”此役双方打得极为激烈，死伤者甚多。第十八军的英勇奋战为鄂西大捷立下了汗马功劳。1944年冬，第十八军全军换成美式装备，并有美国联络官担任教练，实施美式教育和训练方法，战斗力得到进一步加强。抗日战争胜利后，在淮海战役中被歼灭。
第五军
第五军是国民党最早的机械化兵团，其前身为陆军装甲兵团。杜聿明任团长。抗战全面爆发后，杜聿明率装甲兵团的两个连参加淞沪会战。1939年1月，番号改为第五军，由蒋介石精心挑选的忠诚能干的杜聿明任军长，在杜聿明统率下，该军注意训练，士气旺盛，号称新军，一时蜚声全国。
该军最出色的战绩是昆仑关大捷。1939年11月，为打通西南的交通线，第五军向驻守在昆仑关的日军发动了攻击。战斗中全军将士奋勇搏杀，重创号称“钢军”的日军坂垣征四郎所部的第五师团第十二旅团，歼敌4000余人，取得重大胜利。这是抗战中一次影响极大的战役，也是该军最耀眼、最辉煌的战绩。战后荣誉一师师长郑洞国调升并带走该师。后来，第五军由广西移驻云南。
1942年3月，第五军、第六军、第六十六军组成中国远征军第一路军，开赴缅甸对日作战。首战歼敌5000余人，在中国远征军史上写下光辉的一页。尽管远征军作战英勇，但因中美英三方在战略上的矛盾及指挥上的混乱，导致中国远征军第一次入缅作战失利，于4月底开始撤退，并招致惨重的损失。战斗中死伤7300人，而在撤退中死伤竟达1.47万人，其中绝大多数是在穿越缅北野人山中丢掉性命的。撤回国后进行了大休整，并补充了大批兵源。1943年初，邱清泉接任军长，同年10月，该军开始接受美式装备。1944年赴滇西作战，并于次年1月配合友军攻克畹町城，打通了滇缅公路。抗战胜利后，该军进驻华中。1949年1月在淮海战役中被歼灭。
第七十四军
第七十四军是1937组建的，俞济时任军长，继任者有王耀武、施中城、张灵甫。该军在抗日战争中，几乎参加了所有正面战场的重大战役，并取得了许多战役的胜利，战绩极佳。其中最突出的是德安战役（又称万家岭战役）、上高战役、常德战役。在1938年7月的万家岭战役中，第七十四军在兄弟部队的配合下，几乎全歼日军一○六师团1.7万余人，战果辉煌。战斗中，第五十八师也付出了巨大的代价，全师经过两天的激战，仅存500余人。最让人钦佩的是，万家岭战役既无平型关八路军奇袭之利，又无昆仑关火力之优，全靠将士们的奋勇拼杀。1940年，王耀武接任军长。1941年5月，王耀武指挥第七十四军作为“决战兵团”，参加江西上高会战。恶战25天，击毙日军第三十四师团岩永少将指挥官，重创日军第三十四师团，使第三十四师团及第二十混成旅团伤亡高达70%以上，共毙伤日军1.5万人，取得抗战以来的空前大捷，被誉为“开战以来最精彩之作战”。国民政府特颁军中最高奖旗——“飞虎旗”一面给第七十四军，以彰其功。第七十四军从此获得“抗日铁军”的美誉。
在1943年11月12日的常德会战中，该军的表现也极为英勇。当时，第五十七师固守常德，与日军3个主力师团2万人血战16昼夜。日军先后使用飞机、大炮、毒气轮番进攻，第五十七师官兵伤亡殆尽。最后该师所有勤杂政工人员全部上阵，师长余程万亲率卫队参战。战至弹尽后，官兵只好肉搏，但仍誓死拼杀，战况惨烈空前。此役仅第五十七师就毙伤日军1万人以上，但自己也伤亡惨重，全师8000多人只有师长率180人突围生还，再次打出了“抗日铁军”的声威。1945年8月，第七十四军空运到南京接受日军投降，并担任南京守备，因此被称为“御林军”，后改编为整编七十四师。蒋介石挑起内战后，该师成为内战急先锋。在华东战场上，该师凭借强大兵力、火力和机动性，为蒋介石集团立下不少战功，师长张灵甫因此多次受到蒋介石、宋美龄的接见。1947年孟良崮战役被我军歼灭。
新一军新六军
新一军和新六军是在异国他乡上建立起来的，并在海外奋勇杀敌，扬名海内外。中国远征军第一次入缅作战失利后，一部分部队辗转撤至印度。1942年6月，蒋介石批准史迪威关于在印度训练10万中国军队、在滇西装备训练30个师及反攻缅甸的计划。1942年10月，蒋介石下令将在印度的部队改编为中国驻印军。1943年初，中国驻印军改编为新一军，郑洞国任军长。
1943年3月，新三十八师重返前线。驻印军为迅速打通中印公路，进军胡康河谷。1944年3月，我驻印军占领孟关，消灭了日本最精锐的第十八师团的主力，继而又乘胜进军，一鼓作气，攻占缅北重镇孟拱，再次告捷。屡创强敌，这是日军做梦都想不到的。他们弄不清楚，这支两年前曾败在自己手下的中国军队，何以在不到一年的时间里便成了一支攻无不克、战无不胜的威猛之师。1944年8月，入缅作战的中国军队休整扩编，成立两个军：新一军（军长孙立人、潘裕昆继任）；新六军（军长廖耀湘、李涛继任）。随后新一军、新六军分左右两路，向八莫的日寇发动最后攻击。中国军队如猛虎下山，一路过关斩将，锐不可挡。
后来日军因在菲律宾失败，收缩战线，全部撤出缅甸。至此，缅甸战事全部结束。这两支在国外战场上诞生的“新生儿”，经过两年的辗转奋战，终于回到了祖国的怀抱。抗战胜利后，新一军和新六军被蒋介石双双运到东北战场，但再也没有光辉的传奇了。1948年9月12日，辽沈战役中曾经战功卓著的新一军和新六军寿终正寝。