Когда началась война с Японией, Сюэ Юэ командовал 19-й армией, на долю которой выпала оборона Шанхая. Во время сражения за северную и восточную части провинции Хэнань Сюэ Юэ командовал «Восточной Хэнаньской армией». Во время сражения при Ухане под командованием Сюэ Юэ действовала 1-я группа армий, которая практически полностью уничтожила японскую 106-ю дивизию. Именно благодаря действиям Сюэ Юэ 9-му военному району удалось успешно защитить Чанша от японцев во время Второго и Третьего сражений за Чанша. Также войска 9-го военного района под руководством Сюэ Юэ сумели победить японцев в сражении при Чандэ, но проиграли Четвёртое сражение за Чанша.