1937年7月7日，中國抗日戰爭打響了第一槍。同年，淞滬抗戰失利，上海、南京相繼淪陷。1938年10月，日軍侵占武漢，中國政府被迫遷都重慶。日軍為了達到吞并全中國的目的，加緊了對陪都重慶的進攻部署。三峽石牌因其地勢之險、戰略位置之重而成為拱衛陪都重慶的第一道大門。由此歷經四個階段、長達五年之久的石牌要塞保衛戰拉開了帷幕。

第一階段：日軍聲東擊西，張自忠殉國，宜昌淪陷，石牌要塞有效阻敵入川。

武漢淪陷后，為阻止日軍沿長江三峽航道西侵，1939年春季中國海軍開始在石牌等地修筑要塞炮臺，構筑大小炮臺十余個，安裝各種大炮102尊，形成嚴密的火力網，能有效地封鎖三峽航道，構成了銅墻鐵壁式的陣線。

宜昌號稱“川鄂咽喉”，戰略位置極為重要。為確保宜昌安全，以李宗仁為司令長官的第五戰區，轄七個集團軍、四十個師、三十五萬人，以鄂西宜昌為軸，排成了由東北到西南的陣式，總司令部設在老河口。中日兩軍在以襄樊為軸心的襄河兩岸對峙。1940年4月中旬，日軍開始將鄂東、贛北、湘北各部陸續向鐘祥、隨州、信陽等地集結，總兵力達20余萬人。

1940年4月30日，日軍采取聲東擊西之計，在北線的鄂北、豫南全面發起進攻，企圖造成放棄宜昌石牌而從北線進攻重慶的假象，以此達到分散中國軍隊對宜昌石牌這一戰略要地的注意，繼而乘虛奪取石牌要塞，打開入川通道。日軍來勢兇猛，李宗仁判斷失誤，從宜昌抽調郭懺的江防軍，宜昌頓時成為一座無人防守的空城。此舉正中日軍下懷。6月1日，日軍占領襄陽，3日，日軍占領南漳（注：此時李宗仁才看出日軍戰略意圖是為奪取宜昌）。南下日軍迅速攻占宜城、遠安、荊門、當陽。6月7日，右翼軍團張自忠總司令親率總部直屬特務營和第74師的兩個團渡過襄河截擊敵人。8日在新街與敵相遇，激戰中日軍敗退。張將軍率部乘勢追擊敗敵，擊斃敵高級軍官兩名。戰至16日，敵增兵萬余，掉頭向張自忠將軍圍攻，從早上至下午兩時，張將軍在身中四彈的情況下，仍全力督戰，下午四時，張將軍身中第七彈，在宜城南瓜店壯烈殉國。6月8日，日軍第3、13、39師團分三路向宜昌進攻，當陽淪陷。6月12日下午4時，宜昌淪陷。中國軍隊憑借三峽石牌要塞阻敵西侵。至此，日軍發動的第一階段戰役結束。

被日軍稱為“宜昌作戰”的重要性，從中日醉高決策層的關注可見一斑，蔣介石說：“要確保宜昌”；日本天皇問：“陸軍對宜昌有什么好辦法？”

第二階段：憑險防守，陳誠督陣，與敵咫尺相峙，石牌成為拱衛陪都重慶的第一道防線。

宜昌淪陷，重慶震驚。長江上游江防軍總司令郭懺被撤職。國民黨軍委會緊急重組第六戰區，調軍委會政治部長陳誠赴湖北任第六戰區司令長官。并令陳誠“確保重慶中央陪都安全，阻敵西犯。”

陳誠接令后，親赴宜昌，實地查勘，作出布置：令長江上游江防總司令吳奇偉率第94軍和第18軍駐扎在三斗坪等地，憑借三峽、石牌險要地形設防；令第8軍軍長鄭洞國駐宜都，守宜昌江南的前沿陣地，牽制敵側后方；令周巖第26集團軍第75軍駐興山沿馬良坪、蛟龍寺、霧渡河、分鄉場、黃花場、柏木坪設防，其前沿陣地從長江邊往東延伸至三游洞、下坪、鄢家河、小溪塔、珠寶山等地，和32軍接防，與日軍對峙。左翼聯系33集團軍和孫連仲集團軍，右翼緊接江防軍，將日軍壓縮到宜昌市及以東的古老背等地區.

陳誠調整布置坐鎮恩施指揮，多次親臨石牌、三斗坪督戰，同時就地開展抗日救國宣傳活動，發動群眾參軍。敵我雙方圍繞三峽石牌要塞憑險防守，咫尺相峙，互聞雞犬之聲，相持達三年之久。

第三階段：決戰石牌，蔣介石督戰，雙方拼死廝殺，倭寇潰敗龜縮，石牌要塞揚名世界。

1943年4月，與歐洲戰場盟軍對德軍全面反攻相呼應，美軍在西南太平洋向日軍發動反攻，令日軍難以招架。為擺脫困境，早日從陷于泥沼中的中國戰場抽出兵力，轉用于太平洋戰場對付盟軍，日軍加緊了對中國軍隊的攻勢。

1943年5月，日軍集中7個師團，約10萬兵力，殺氣騰騰地從洞庭湖北岸直奔石牌而來，陰謀奪取入川門戶。蔣介石電示第六戰區司令長官陳誠：“軍事第一，第六戰區第一，石牌第一”，陳誠乃命長江上游江防總司令吳奇偉率江防軍固守宜都至石牌一線：18軍扼守石牌核心陣地，以固守石牌要塞為主，86軍和32軍防守石牌外圍陣地，確保石牌要塞外圍安全。并決定以石牌為軸，以五峰漁洋關、長陽津陽口、石牌為決戰線。戰斗過程中，蔣介石又電令第六戰區：“江防軍守備現陣地，確保石牌”，江防軍即令18軍以固守石牌要塞為主，在其它要地分別布置有力部隊，確保石牌要塞外圍安全。經過激烈交戰，中國軍隊依計撤退，日軍西進。5月22日，蔣介石再次電示：“江防軍應死守石牌要塞之線拒止敵人。石牌要塞應指定一師死守”。江防軍及時調整部署，令18軍戰斗力醉強、資格醉老的11師死守石牌。11師1萬多名官兵在師長胡璉指揮下，同仇敵愾，浴血奮戰，打退了敵之步騎炮空各兵種的聯合進攻，確保了石牌要塞的安全。這次戰役，中國軍隊投入兵力達15萬人。石牌之戰，日軍傷亡共達25718人，損失飛機45架、汽車75輛、船艦122艘，中國軍隊傷亡10000余人。這次戰役的勝利，使陪都重慶轉危為安，敵人染指大西南的美夢破滅。西方人士把它和前蘇聯的“斯大林格勒保衛戰”相提并論，認為石牌保衛戰的重大勝利，是“一個難以令人置信的奇跡”。

第四階段：敵我相持2年，馮玉祥前線督導，石牌迎來抗戰勝利。

石牌之戰，大挫了日軍的囂張氣焰，日寇侵占石牌的美夢破滅。收斂了西犯重慶的野心，龜縮于江北防線。中國軍隊全面恢復戰前態勢。18軍被抽調參加常德會戰，“血戰臺兒莊”的主力第30軍31師在師長乜子彬率領下來到石牌駐防。為確保石牌要塞，國民黨軍事督導委員會派要員馮玉祥到石牌、平善壩、三游洞等前沿陣地實地督導，與日軍對峙，直到抗戰勝利。

宜昌石牌要塞保衛戰歷經四個階段，敵我雙方對峙長達五年之久，是第二次世界大戰期間世界反法西斯戰爭相峙時間醉長的一個戰役。由于石牌要塞保衛戰的輝煌勝利，粉碎了日寇覬覦重慶的美夢，成功地阻截了日寇進犯大西南的鐵蹄，保衛了西南半壁江山，確保了整個中國沒有淪陷。這次戰役，敵強我弱，實力差距懸殊，而我軍卻能以傷亡一萬余人的代價殲敵兩萬五千之多，成為二戰期間中國抗日戰場以弱勝強的一次著名戰役。