1937年，国立武汉大学与国立北京大学、国立清华大学、国立中央大学和国立浙江大学统一进行招生考试，这五所学校被民间称为“民国五大名校”。同年7月7日，日军在北平西南的卢沟桥附近发动七七事变，揭开了日本全面侵华战争的序幕。此后上海、南京相继被日军占领，武汉成为中国的战时首都，国共两党大量政治军事人士云集珞珈山校园指挥对日抗战。1938年，因日军攻打华中地区，国立武汉大学被迫西迁四川乐山继续办学，农学院并入国立中央大学。武汉沦陷后，日军将武大校园辟为其中原司令部。1945年8月15日，日本宣布无条件投降。同年9月1日，国立武汉大学成立复校委员会，1946年10月，学校迁回武昌珞珈山，恢复农学院。1947年，学校设立医学院及其附属医院，形成了文、法、理、工、农、医6大学院21个系8个研究所。