37年（昭和12年），中国抗日战争（支那事変）爆发后，日本从本土陆续向中国大陆派遣师团，同时由传统的常设师团重新编成为特设师团。第109师团于1937年8月24日，在石川县金泽的留守第9师团的负责下新设立而成并编入华北方面军隷下。同年10月，被动员前往华北地区参加作战。参加了太原会战以及临汾攻略战。之后，在山西省负责治安作战任务，1939年（昭和14年）末返回日本复员。同年12月解散。
第二次编成.1944年（昭和19年）年5月，以父岛要塞守备队为基础再次编成，并编入大本营直