Vuonna 1937 Wang johti yksikköään Shanghain taistelussa. Hänen rykmenttinsä komentaja oli Zhang Lingfu, jonka hän oli juuri vapauttanut vankilasta. Marraskuun lopulla Kiinan armeija hävisi taistelun Shanghain puolesta ja japanilainen Keski-Kiinan alueen armeija kenraali Iwane Matsuin johdolla etenee kohti Nanjingiä. Nanjingin taistelun aikana Wangin 51. diviisiolla oli suuria tappioita ja hänen ylemmänsä kenraali Tang Shengzhi pakeni kaupungista ilmoittamatta edes hänelle ja muille ylemmille komentajille. Wang pakeni tuskin kaupunkia, ja vain 3000 hänen johdollaan ollutta sotilasta onnistui murtautumaan japanilaisilta. Vuonna 1938 hän osallistui Lanfengin taisteluun japanilaista 14. divisioonaa (Imperial Japanese Army) vastaan kenraali Kenji Doiharan johdolla, joka oli yksi Manchurian-tapahtuman suunnittelijoista. Japanilaisten hyökkäysten estäminen johti myös kansallistalouden avaamaan patoja Keltaiselle joelle, mikä aiheutti vuoden 1938 Keltaisen joen tulvan.
- Mitä? Wanjialingin taistelun aikana Wangin yksikkö taisteli japanilaisia vastaan, jotka yrittivät murtautua kiinalaisten piirityksestä, jossa kenraaliluutnantti Junrokurō Matsuuran johtama 106. diviisio (keisarilainen japanilainen armeija) melkein tuhottiin. Vuonna 1939 Wang johti yksikköään osallistumaan Nanchangin taisteluun, mutta kiinalaiset joukot eivät onnistuneet pitämään kaupunkia. Wang kuitenkin erottui Changsan taistelussa ja ylennettiin 74. korpuksen komentajaksi. Hänen johdollaan 74. korpuksesta tuli yksi Kiinan hallituksen joukkojen eliittiyksiköistä, ja se taisteli lähes jokaisessa taistelussa sodan jäljellä olevassa ajassa. Sodan päättyessä kenraali Wang ylennettiin 4. alueen armeijan komentajaksi ja hänestä tuli KMT:n keskuskomitean jäsen.