国后，于1931年底进入蒋中正任校长的中国陆军大学第十期和庐山军官训练团学习。1937年5月，任国民革命军第十八军第十四师参谋长。
抗日战争.1937年7月7日卢沟桥事变爆发。此后，郭汝瑰随所在的第十四师先后参加了淞沪会战和南京保卫战。郭汝瑰在战役中代理第十五集团军第十八军第十四师第四十二旅旅长，随后被陈诚提升为第五十四军参谋长，第二十集团军参谋长，第七十三军暂编第五师师长。1938年，郭汝瑰在武汉会战前提出军事报告，建议武汉会战应该以运动战和消耗战在外围利用有利地形层层阻击，