1937-ben Wang vezette egységét a Sanghaj-i csatában. Az ezred parancsnoka Zhang Lingfu volt, akit épp most szabadított ki a börtönből. November végén a kínai hadsereg elvesztette a Sanghajért vívott csatát, és a japán Közép-kínai Területi Hadsereg Iwane Matsui tábornok vezetésével Nankin felé lépett előre. A Nanking-i csata során Wang 51. hadosztálya súlyos veszteségeket szenvedett, és felsőbbrendű tábornoka, Tang Shengzhi elmenekült a városból anélkül, hogy értesítette volna őt és a többi magas rangú parancsnokot. Wang alig menekült el a városból, és csak 3000 katonának sikerült kitörnie a japán támadástól. 1938-ban részt vett a Lanfeng-i csatában, hogy harcoljon a japán 14. hadosztály (a Japán Birodalmi Hadsereg) ellen, amelyet Kenji Doihara tábornok vezetett, aki a mandzsúriai incidens egyik vezetője volt. A japán támadások megakadályozása miatt a nacionalista kormány gátat nyitott a Sárga folyón, ami a
1938-as Sárga-folyó áradása. A Wanjialing-i csata során Wang egysége harcolt a japánok megpróbálásai ellen, hogy kitörjenek a kínai körözéstől, amelyben a 106. hadosztály (a Birodalmi Japán Hadsereg) Matsuura Junrokurō tábornok hadnagy vezetésével majdnem kipusztult. 1939-ben Wang vezeti egységét, hogy részt vegyen a Nanchang-i csatában, de a kínai erők nem tudták megtartani a várost. Wang azonban kiemelkedett a Csangsha-i csata során, és a 74. hadtest parancsnokságába lépett. Parancsnoksága alatt a 74. hadtest a kínai kormányerők egyik elit egységévé vált, és a háború fennmaradó időszakában szinte minden csatában harcolt. A háború végére Wang tábornokot a 4. körzeti hadsereg parancsnokává nevezték ki, és a KMT központi bizottságának tagja lett.