Battle of Xuzhou
1938年（昭和13年）2月14日には、新たに編成された中支那派遣軍戦闘序列に編入徐州会戦に参戦、同年8月22日には第2軍戦闘序列に編入武漢作戦を戦った。同年12月9日には第11軍戦闘序列に編入され、その後戦線が膠着化し占領地の警備を新設師団に委ね多くの師団が復員するなか第3師団は華中方面に駐屯し続けた。