1938年10月下旬，第三军由闻喜向中条山转进扼守，仍隶属南路军卫立煌指挥；1939年7月，第三军军长曾万钟升任第五集团军总司令，第三军军长由唐淮源接任，李世龙任第七师师长、寸性奇任第12师师长。日军自1938年春攻占晋南风陵渡，至1941年4月，先后对中条山发动了十三次大规模进攻，均被我第三军协力友军击败。在此十三次反围攻、反扫荡战役中，第三军毙敌联队长一名、大队长江岛等3名、中队长8名及以下官兵20000余人，联队长重松受重伤。

    1941年3月12日，苏联为了防范日本关东军入侵远东，以集中军力于欧洲应对德国希特勒进攻，遂与日本帝国签订了《苏日和约》。日军大本营乘机调整对华用兵，将原本防卸苏联进攻的关东军野战部队、化学部队及飞行集团，分割到华北山西战场，先后从华北、华中抽调第21师团(师团长田中久一)、第33师团(师团长樱井省三)骑兵第四旅团(旅团长左久开为一)、炮兵两个旅团、独立山炮野炮重炮兵等炮兵5个联队、伪军第24师、伪大汗义军等部队，配附化学兵及空降部队，及空军第3飞行集团军(飞机400余架)，与原盘据晋南的日军第35师团((师团长原田雄吉)、第36师团(师团长井关仞)、第37师团(师团长安达二十三)、第41师团(师团长清水规矩)，及第3、第4、第9、第16独立(混合)旅团，总计七个师团以上，共约20万余人，向豫北、晋南各地集结，于941年5月7日从东、西、北三个方向，采取中央突破、钳形夹击、分进合围、梳篦反复扫荡之战术，对中条山守军发动第14次大规模攻击，中条山会战爆发。

    第三军驻守卫中条山近四年，熟悉地形、军风强悍、纪律严明、战术灵活、作战勇猛，威震敌营，被日军视为眼中钉。日酋深知要想征服山西，必须攻下中条山；要想攻下中条山，必先摧毁第三军。第三军守卫中条山西线，是中条山会战重点。华北日军第一军调集重兵猛扑过来，势在必得。在敌步、炮、骑、化、特、空等军种协同立体式攻击之下，第三军由战初之防卸阻击、运动截击之态势于5月12日演变为分路突围，弹尽粮无援绝，黄河渡口被敌攻占，南撤退路断截，各部为敌分割围攻，全军陷于重围，战况极端险恶，第三军军长唐淮源、第12师师长寸性奇先后于夏县尖山、垣曲毛家湾殉职；第7师师长李世龙率本师大部、第12师副师长杨玉崑率本师一部，突出重围。是役，第三军毙敌旅团长一名、联队长二名、大队长三名等六名官佐及以下官兵12000余人。

    1941年7月，第三军重组，原第五集团军参谋长周体仁任军长，部队分驻于陕甘，拱卫大西北。

    国民革命军第三军是孙中山先生最信赖的革命、爱国的部队，是北伐先锋，战功卓著，为国家统一劳苦功高；在大革命时代，朱德为其云南陆军讲武堂老同学朱培德、王均委任为第三军军官教育团团长及南昌市公安局局长，客观上间接成就了周恩来、贺龙、朱德领导的南昌起义，改写了中国的历史；在戡乱时期，第三军礼让红军，始终奉行能不打时则不打的原则，不与共产党为敌，深得朱、毛谅解与称颂。抗日战争爆发后，第三军官兵同仇敌恺，请缨抗战，极积响应国家抗战一号动员令，挥师北上支援华北抗战；在晋东南抗战岁月里，第三军与八路军亲密合作，是国共两党两军联手创建和保卫太行山抗日根据地的主力军，是华北抗日战场国共合作的典范。在八年抗战中，第三军转战冀晋陕豫四省，全军官兵坚持国家至上、抗战必胜的信念，爱国家、爱人民，艰苦卓绝、前仆后继、牺牲奉献，先后参加了保定会战、太原会战及中条山会战等会战，在数十次大规模战役中，屡次重挫重创日军精锐，累计毙敌达四万余人，为保卫华北、保卫大西北，为策应徐州会战、武汉会战、浙赣会战、长沙会战、豫西会战等华北、华东、华中及华南抗日战史牵制了十余师团之兵力，为中国抗日战争乃至世界反法西斯战争的胜利，作出了不可磨灭的历史贡献！国民革命军第三军维护国家统一、捍卫国家主权和领土、保卫人民群众生命和财产安全，功昭日月，德润千秋，无愧为国之脊梁！