В 1938 году, через год после инцидента на мосту Марко Поло, Окамура был назначен главнокомандующим японской 11-й армии, которая принимала участие во многих крупных сражениях Второй японо-китайской войны, в частности, Сражение при Ухане, Наньчанская операция и Первая Чаншайская операция. По данным историков Ёсиаки Ёсими и Сэйя Мацуно, Окамура с разрешения императора Хирохито применял химическое оружие во время этих сражений.