王铭章率部出川参加抗日战争时，他所在第22集团军，总司令为邓锡侯，副总司令孙震兼41军军长。
1937年9月，第22集团军奉令开赴西安集中，转赴郑州归第7战区司令长官刘湘指挥。由于当时该集团军的两个军为“乙种军”编制，每师只有2个步兵旅，每旅2个步兵团，装备十分落后，仅有土造步枪和少量土造轻、重机枪和迫击炮、手榴弹，部分部队还配有大刀，没有任何山炮、野炮、高射炮、战防炮、辎重兵、通信兵等特种兵编制。
在出发前，22集团军曾申请先行换发武器，充实装备，以利作战。蒋介石复电：“时机迫切，可先出发，途经西安，准予换发。”
22集团军于9月5日徒步出川，10月上旬行抵西安后，奉令改隶第2战区阎锡山的战斗序列，归阎锡山指挥，由于蒋介石、阎锡山、蒋鼎文之间互相推诿，部队一直没有得到任何武器装备补充。
恰在此时雁门关失守，晋北吃紧，蒋介石复改令22集团军不待换发武器，兼程驰援晋北。
王铭章所在部队当即转赴风陵渡过黄河，向晋北挺进。军至太原，又闻娘子关告急，便奉令转往晋东驰援娘子关，王铭章即率全师两旅向晋东急进。
10月24日，在娘子关西南侧的东回村、西回村间，与日军第14师团发生遭遇战，虽然双方火力悬殊，但该师官兵在王铭章的带领下，冲锋肉搏，奋勇异常，战况空前惨烈，双方均有伤亡。
接着王铭章奉令掩护娘子关翼侧友军，王铭章率41军的122、124两师增援。娘子关友军因日寇窜至马山村威胁其侧背，便乘王铭章的122师与日军酣战之际放弃娘子关，向阳泉、寿阳方面撤退。王铭章奉令率军由柏井驿、平定、上下龙泉等地节节阻击敌寇，始终在正太铁路南侧掩护友军战斗。
11月2日，友军放弃寿阳后，王铭章奉令北上增援太原，当先头部队抵达太原南面时，闻讯太原已经失守，阎锡山的第2战区长官部已向晋西撤退，王铭章便率部转赴晋西整顿。
就这样一直到12月上旬，王铭章所在的22集团军在山西作战与日寇周旋已达40余天，损失惨重，伤亡过半，两个军已没有一个完整的师、团、营，武器残破不堪。为了继续作战，便利用作战间隙时机进行编并，每旅两个团并为一个团，至此，每个军实际只有1个师、2个旅，整个集团军的实际兵力不过两万来人。
12月12日，22集团军行抵晋南洪洞附近布防，并向同蒲路两侧搜索前进，驱逐了日军少数骑兵部队，收复了平遥县城。
