36師是插手南京保衛戰的德式師中獨一建製完整的軍隊，但也因傷亡太重而調江西萍鄉停止三個多月的休整彌補。1938年5月豫東作戰開端後即受命參戰，在開封地區作戰中斃敵千餘。1938年8月武漢會戰中，36師終究不負厚望，創下了全部抗戰期間最為光輝的軍功。

9日上午，突入光彩門的日軍第9師團開端進犯87師260旅在工兵黌舍的陣地，仰仗灼烈火力援助於10時攻占工兵黌舍，進而日軍坦克軍隊開端以坦克炮火力直接轟擊城垣，乃至另有小股日軍先頭軍隊已突入城垣。衛戍司令部一麵調預備隊憲兵第2團聲援，一麵嚴令87師構造反擊。87師副師長陳頤鼎批示261旅和269旅各一部從通濟門、天國村向日軍側後反擊，顛末幾次苦戰，終將光彩門一線日軍擊退，重新奪回工兵黌舍。但仍有少數日軍暗藏在光彩門城門洞內。

9月3日，日軍第13師團在飛機、坦克和炮兵保護下衝破了71軍在新集子與石門口的鑒戒陣地後直撲由36師死守的71軍主陣地富金山。71軍軍長宋希濂就是36師的教員長，他深知富金山一線是全部戰線的關頭地點，一旦失守日軍將長驅直入，乘36師的身後國軍後續軍隊還在集結當中，還來不及構造有效防備之機直入武漢城下！是以能夠說36師在富金山每對峙一天乃至一小時都是貴重的！從當天上午10時，日軍投入第26旅團主力，在24架飛機和全師團炮火援助下，向富金山猛攻不迭，均被憑險恪守的36師擊退。

合編以後的新第46師師長為原教誨總隊總隊長桂永清，副師長李良榮(原航校間諜團團長)和周振強（原教誨總隊副總隊長）。第46師下轄第136旅、137旅和138旅，此中教誨總隊殘部編成第138旅，由馬威龍（原教誨總隊第3旅旅長）任旅長。2月桂永清升任第27軍軍長，師長遺缺由李良榮接任。

1944年36師改隸第20個人軍54軍，插手了滇西反攻、強渡怒江、攻占騰衝等戰役。抗戰勝利後36師先是在廣東與束縛軍東江縱隊多有比武，迭有勝績。1946年改編為整編第36旅，旅長李誌鵬，附屬於整編54師，投入華東疆場，作為打擊膠東的主力，於1947年9月攻占平度。1947年12月初該旅106團及108團第1營在萊陽被殲，此役106團團長鬍翼烜率部死守十數日，最後僅率17人突圍，雖喪師失地，但該團以一團之孤軍獨拒束縛軍三個縱隊的圍攻，其固執精力也為國軍所少見，以是戰後胡翼烜團長升任少將旅長。隨後36旅重修106團。同月整編54師主力北調東北，36旅還是留在山東，轉隸整編45師，守備青島。