日中戦争の始まりで北支那方面軍が新設されたことにより1937年に方面軍の参謀長に就任して、軍司令官・寺内寿一大将を補佐し河北、山西、山東での作戦立案の中心となる。
中日战争爆发后，日本新设立华北方面军，1937年冈部直三郎就任参谋长，与司令官寺内寿一大将指挥河北、山西、山东作战。