1937年，全面抗战爆发后，中国共产党与国民党谈判达成协议，于10月将南方八省的红军游击队改编为国民革命陆军新编第四军，叶挺任军长，项英任副军长。抗战期间，新四军不辱使命，不负重托，真正成为华中抗战的中流砥柱，正如毛泽东评价的一样，新四军是“华中人民的长城”。

新四军组建后，按照中共中央、中央军委的指示，开赴华中敌后进行抗战。这个地区人口稠密、资源丰富、交通发达，又是日伪军指挥中枢所在地。新四军在此地开展敌后游击战争，沉重地打击了日军，起到了据局部而扼全局的作用，挫败了日军“以战养战”的企图。特别是进入战略相持阶段后，新四军成为华中抗战的主力军。在新四军挺进华中前，日军在南京、芜湖、镇江一带只驻有两三个联队。新四军东进后，日军增加到3个师团；武汉失守后，日军又增加2个师团。当时，华中日军共有13个师团、3个独立旅团。新四军在武汉、黄冈、黄陂地区抗击了日军第六师团；在南京、镇江、高淳、巢县地区抗击了日军第十五师团；在鄂中汉川、云梦、潜江地区抗击了日军第五十八师团；在上海、镇江段京沪沿线抗击了日军第六十师团；在苏中阜宁、宝应、江都、海门地区抗击了日军独立第十二旅团；还有几个日军师团和2个独立旅团为新四军和国民党军队共同抗击。在抗战期间，新四军共对日伪军作战2.46万余次，毙伤日伪军29.37万余人，俘日伪军12.42万余人，另促成5.4万余日伪军投诚、反正。新四军自身伤亡8万余人，其中，团职以上烈士350人。

在华中地区，新四军先后创建了苏中、淮南、苏北、淮北、鄂豫边、苏南、皖江、浙东等8块抗日根据地，建立38个行署、20多个专员公署、164个县民主政府。这些根据地位于中国最富饶的中东部，涉及苏、浙、皖、赣、鄂、豫、湘7省，面积约25.3万平方公里，人口约3420万。新四军在抗日战争中也不断发展壮大，到1940年，新四军已从集中改编时的1万多人发展到9万多人。1941年虽遭皖南事变的严重挫折，但新四军坚持下来，克服困难仍有发展。到1943年底，新四军增长到16万人；到抗战胜利时，新四军主力部队已发展到21万余人，地方部队达9.7万余人，民兵、自卫队达96万余人，成为日军无法逾越的铜墙铁壁。在大反攻中，新四军各部队共解放县城52座，攻占敌据点1381个。

在抗日战争中，新四军对国民党正面战场起了配合作用。全国抗战初期，国民党正面战场是主要战场，对于抵御日军的疯狂进攻起了重要作用。新四军“担负着配合主力、配合正面、配合战役、配合会战的伟大任务”，成为“吸引敌人、扼制敌人的铁手”。在1938年徐州、武汉会战期间，新四军活跃在华中敌后战场，从战略上有力地配合了国民党的正面战场，粉碎了日军“速战速决”的战略企图。比如，为配合武汉保卫战，新四军江北部队积极破坏安（庆）合（肥）公路，击毁日军百余辆汽车，使日军的军需物资运输遭受困难，延缓了日军占领武汉的进程。仅在这一年，新四军挺进大江南北，广泛开展游击战争，连续进行大小战斗280余次，毙伤日伪军3200余人，俘虏600余人，击毁汽车180余辆，颠覆火车2列，毁坏桥梁90余座，严重威胁了敌人的交通线和指挥中心，打击了敌人的嚣张气焰，鼓舞了敌后军民的胜利信心。1941年初，新四军第四师、第五师有力地牵制了向豫南国民党军进攻的日军。同年的郑州战役和湖北的侏儒山战役等，新四军都主动配合国民党战场，展开了对敌攻势。1943年春，日军对苏北国民党韩德勤部发动进攻时，新四军第三师捐弃前嫌，在战前和战役过程中，积极配合作战，掩护韩部突围转移，使日军的进攻不得不在短短的4天内草草收场。

中国的抗日战争，是世界反法西斯战争的重要组成部分，是世界反法西斯战争的主战场。抗日战争进入战略相持阶段后，新四军最多的时候迫使16万日军和23万伪军困守华中占领区而不能脱身。再加上八路军和全国抗战军民的英勇奋战，中国战场一直牵制着日军近30个师团、最多时达40个师团，共100多万以上的兵力，牵制了日本法西斯的“北进”力量，使苏联得以集中力量在西线打败德国法西斯，为全世界人民赢得反法西斯战争的胜利创造了条件；也推迟和限制了日本法西斯的“南进”计划和范围，有力地支援了英美盟军在太平洋战场和东南亚战场上的作战，为盟军逐步取得战略主动权赢得了时间。同时，新四军在控制区内，还营救美军飞行员11批次、23人，为此，新四军5人牺牲，多人负伤。

在抗日战争中，新四军为国民党军和盟军提供了游击战争的经验。曾经担任第五战区司令长官李宗仁秘书的程思远在他的回忆录中说：1939年7月6日，指挥徐州会战的李宗仁因旧创复发回武汉治疗。时在武汉的周恩来设宴招待他。“李在席间对新四军在津浦线南段附近英勇作战甚为嘉许。”后来，“在颁发武汉会战计划时，根据津浦线南段的经验，要求各部队在进行阵地战、运动战的同时，开展大规模的游击战，以牵制日军，消耗敌人有生力量。”

1939年3月10日，叶挺、项英向国民政府军事委员会呈送了一年来工作报告和《对敌作战说明书》。5月10日，军政部部长何应钦批示：“此报告颇有价值，可供我军战术研究之资料。如军令部无此同样之报告，可将此全份送军令部。”6月6日，军令部次长刘斐批示：“报告内容依据实战经验得来，可供我游击各部队之参考，拟摘要列入教令。”6月7日，蒋介石致电叶挺、项英：“三月十日工作报告暨说明书均悉。所陈各节颇有见地，已令择列教令，以供我游击各部队之参考。”

新四军的游击战经验还传播到国外，成为盟军在敌人后方坚持对日作战的借鉴。全面抗战初期，在美国驻华大使馆任情报官员的卡尔逊到过中国的许多战场。1940年夏秋之交，他到皖南访问了新四军军部等。他对八路军、新四军在敌后开展敌后游击战争十分赞赏，多次向罗斯福总统建议美国应援助八路军、新四军。1942年以后，卡尔逊参加太平洋战场作战。他指挥的第二突击支队，运用八路军、新四军的游击战经验，开展岛屿游击战，成功地袭击了马金岛。1942年5月19日，菲律宾人民抗日军中的华侨组成“四八支队”，意在以新四军、八路军为榜样，开展抗日游击战争。当初，对于菲律宾的岛屿能否开展抗日游击战争，曾有激烈的争论。他们学习新四军、八路军的经验，分析菲律宾的具体情况，认为岛屿虽受地域限制，但多山地、森林，依靠人民的支援，完全可以打游击。从此，“四八支队”转战14个省和马尼拉市，进行大小战斗200余次，共歼敌2000余人。“四八支队”也从52人发展到700余人。

此外，新四军还创造了许多适应作战地区特点的作战方式和手段，形成了富有特色的战略战术，积累了丰富的人民战争和人民军队建设的实践经验。比如，创新和发展了游击战争理论，提出和开拓了大兵团作战理论等等，为毛泽东思想的形成和发展作出了重要贡献。