九一八事变后，国民政府的妥协政策致使东北三省迅速沦陷。1933年，日寇进犯华北，热河失守。长城抗战失利后，至1935年7月，国民政府陆续与日寇签订《塘沽协定》、《秦土协定》、《何梅协定》，日寇进入平津地区。
北方大片领土沦陷，国内民怨沸腾，国民政府内部抗日情绪逐渐高涨。1935年11月12日，国民党在南京召开第五次全国代表大会。蒋介石在19日的报告中提出“最后关头”的问题，仍然没有决心抗战。他说：“和平未到绝望时期，绝不放弃和平；牺牲未到最后关头，也不轻言牺牲。”
1936年7月13日，蒋介石的态度有所转变。他在国民党第五届代表大会第二次会议上，对“最后关头” 做了解释。他说：“假如有人真要强迫我们承认伪（满洲）国等损害领土主权的时候，就是我们不能容忍的时候，就是我们最后牺牲的时候。”
与此同时，民国政府并没有放弃“攘外必先安内”的政策。1936年10月，“两广事变”平息后，蒋介石亲赴洛阳，部署进攻陕北红军的作战计划。12月4日，蒋介石飞抵西安，敦促张学良和杨虎城进攻陕北红军。张杨二人于12月12日扣留蒋及随行的国民政府政要，提出“停止内战，北上抗日”的要求，史称“西安事变。”
西安事变和平解决后，国共开始第二次合作。1937年2月，国民党第五届代表大会第三次会议，明确了两党合作抗日的决心。国民政府开始全面为中日未来必然要发生的战争做准备。
从1928年开始，南京国民政府先后六次提出整军方案，但因为内战不断，国民党军队序列十分混乱。
至抗战前，陆军编制49个军，182个步兵师又46个独立旅、9个骑兵师又6个独立骑兵旅，4个炮兵旅又20个独立炮团以及少量特种部队，总兵力仅为170余万人。即便如此，编制数量与实际军队数量仍有较大差距。其中，30%左右属中央军部队，其余部队是东北、西北、晋绥、桂系、川系、滇系等地方部队。4个炮兵旅共计装备240门75毫米和77毫米山炮、野炮；计划的20个独立炮兵团编制，实际组建的只有9个，共计装备220门火炮（包含100门75毫米榴弹炮、40门105毫米榴弹炮和80门150毫米榴弹炮）。
至1936年12月，国民政府还组建了40个高射炮连，装备200余门高、平射炮。
1937年5月，组建第一支陆军装甲兵团，含1个战车营、1个步兵炮营、1个摩托车连、1个装甲汽车队和1个高射炮营，由时任25师副师长杜聿明担任团长。
1929年，国民政府成立空军，1931年九一八事变后，隶属东北军的新旧200余架飞机落入日寇之手。此时中央军仅有50余架飞机和200余名飞行员。在全面抗战爆发前，经国民政府采购，空军已经拥有600多架各式飞机，其中战斗机179架、侦察机148架、轰炸机99架、教练机132架、运输机25架和65架其他机型，其中能够纳入作战编制的飞机不到300架。
海军方面，抗战爆发前，海军所有舰船排水量为1.3万吨，另有120多艘小型艇，合计排水量6万吨。
在军工生产方面，当时国内最完备的军工生产体系在东北地区，这些企业不仅可以生产步枪、机枪、火炮和弹药，甚至可以仿制法国雷诺轻型坦克和日式战斗机，这些制造企业在九一八事变后落入敌手。其余的军工企业则分布在上海、南京、武汉和郑州，可月产75毫米山炮8门、轻重机枪60挺；可年产步枪55000支及各式弹药。因缺少重武器制造能力，国民政府在战前和战时都依赖从欧洲进口，其中大部分来自德国。太平洋战争爆发前，所有进口武器由香港经广九铁路、粤汉铁路和平汉铁路转运。
七七事变前，日寇军队规模为38万人（另有45万一说），数量少于中国。但日寇部队的训练水平明显高于中国军队，在射击和格斗方面，战争初期的抗日战场上，其单兵和小组的战斗力明显高于中国军队。不仅如此，日寇的武器装备虽落后于欧洲国家，但和中国相比优势非常明显。以日寇一个甲种师团为例，除三八式步枪外，其余武器装备包括轻重机枪650挺、火炮100多门、装甲车24辆、坦克20辆。战前日寇此类师团有17个，另有4个独立混成旅团、4个骑兵旅团、5个炮兵旅团和3个战车联队。
日本实行征兵制度，凡年满17岁至40岁的男子必须服兵役。除现役兵以外，日本还有预备役兵73.8万人，后备役兵87.9万人，第一补充兵157.9万人，第二补充兵90.5万人，总计448万人。日本当时人口约8000万，适龄兵役人口1600万人，除去适龄中不符合参军条件的人口后，日本可以动员1000万人。
在海军方面，至1937年6月，日本海军拥有包含10艘主力战列舰、6艘航空母舰在内的285艘舰艇，总排水量达到115万吨。