I 1937 førte Wang sin enhed i slaget om Shanghai. Hans regimentschef var Zhang Lingfu, som han lige havde lånt ud af fængslet. I slutningen af november tabte den kinesiske hær slaget om Shanghai, og den japanske Central China Area Army under general Iwane Matsui rykkede frem mod Nanjing. Under slaget om Nanjing led Wangs 51. division store tab, og hans overordnede general Tang Shengzhi flygtede fra byen uden at underrette ham og de andre øverstbefalende. Wang undslap næppe byen, og kun 3.000 soldater under hans kommando formåede at bryde ud fra det japanske angreb. I 1938 deltog han i slaget ved Lanfeng for at kæmpe mod den japanske 14. division (Imperial Japanese Army) ledet af general Kenji Doihara, en af hovedhjernen bag Manchurian-hændelsen. Manglen på at holde japanerne tilbage førte også til, at den nationalistiske regering åbnede dæmninger på Den Gule Flod, hvilket forårsagede den Gule Flod oversvømmelse i 1938.
- Hvad? Under slaget ved Wanjialing kæmpede Wangs enhed mod de japanske forsøg på at bryde ud af den kinesiske omringning, hvor den 106. division (Imperial Japanese Army) under generalløjtnant Junrokurō Matsuura næsten blev udslettet. I 1939 førte Wang sin enhed til at deltage i Slaget om Nanchang, men kinesiske styrker formåede ikke at holde byen. Wang udmærkede sig dog under slaget ved Changsha og blev forfremmet til kommandoen over 74. korps. Under hans kommando blev 74. korps en af de kinesiske regeringsstyrkers eliteenheder og kæmpede i næsten alle kampe i den resterende periode af krigen. Ved krigens afslutning blev general Wang forfremmet til kommandoen over den 4. områdearmé og blev medlem af KMT's centralkomité.