1937年后，投入抗日战场，蒋鼎文升任国民革命军第四集团军总司令，李延年接任第二军军长兼第九师师长。下辖第三师、第九师和第八十师。9月，该军由福建开赴上海，隶属国民革命军第四集团军，参加淞沪战役。1938年9月，改辖第九师和第一四〇师。1939年，武汉会战时，国民革命军第八十六军第一〇三师改隶第二军建制。此时，第二军辖第九师、第一〇三师。1940年，第七十六师加入该军序列。1941年，第一〇三师调出，以新编第三十三师补充。1942年6月，李延年升任第三十四集团军司令，王凌云接任军长。1945年抗战结