在机枪方面，抗战时中国各派军队装备的轻机枪主要是口径7.9毫米的捷克式（与德式枪弹通用），质量优于日军的大正十一年式轻机枪（中国人称“歪把子”）。1939年日军研制出九九式轻机枪，同样没有大量生产。日军重机枪为九二式，靠弹板供弹，操作不便且易卡壳。中国军队使用的重机构多属马克沁式，除需水冷这一麻烦外，可靠性好得多。抗战后期国民党军还大量装备了美制汤姆逊、英国的斯登冲锋枪，侵华日军一直未装备此类武器。
日军主要装备手枪是的南部十四年式（中国人称“王八盒子”），因弹簧钢质量差使供弹常出问题，被兵工界称为“二次大战中最差的手枪”。中国当时用的进口手枪杂乱，不过其中多数是德式毛瑟自动手枪（即“二十响”），是当时世界上最好的自动手枪。
从当时中国主要装备的枪械质量看，要稍优于侵华日军。抗战前中国军队派系杂乱，不过从清末起军界大都看中德式7.9毫米口径枪械，最早大批量装备的步枪便是毛瑟枪的改进型——“汉阳造”。1935年南京政府根据德国顾问建议，以德式Kar98毛瑟步枪为标准统一全军，除外购外并在国内仿造为“中正式”。此种枪在二战中也一直是德军主要装备，性能优于日军的明治三十八年（1905年）式步枪。参加过抗战的老人大都知道，七九枪的伤口进去的眼小，出来能带出一块肉；6.5毫米的“三八大盖”不仅口径小，且因弹道设计缺陷造成“进去多大眼，出来多大眼”。当时人们戏称：“用三八枪打中鬼子，过几天鬼子又回来了”；“三八枪打中抗日战士，养几天伤继续抗日”。日军也深感三八枪威力小，1939年研制出7.7毫米口径的九九式步枪，性能与德国98式相当，却因生产能力所限仅有少量装备。
在全面抗战前期，日军在重火器方面占有一定优势。从地面炮兵对比看，中国轻重型火炮数量略少于日军，日制品虽在质量不如中国进口的一些德式装备，却有配套齐全和弹药补充能力强的优势。抗战初期国民党军进口了数百门质量不错的德制山炮和榴弹炮，以75毫米口径炮为主力，却因炮弹需进口且运输手段落后，无法保障火力持续性。如上海“八一三”抗战之初中国的炮兵还能局部压制日军，时间一长便在火力上被压倒。
中日军队作战时一直流动性较大，攻坚战很少，使用重炮的场合不多。在野战中，双方主要使用轻型线膛炮和迫击炮，装备显得各有所长。中国方面的迫击炮口径大，普遍为82毫米，装备数量却较少，如中央军一个团才有一个迫击炮连（装备4－6门）。日军装备的仿法式81毫米迫击炮不多，一个中队（连）却有6门50毫米迫击炮（掷弹筒），威力虽小却使用便捷和普遍。
八路军在抗战初期拾到阎锡山的晋军逃跑时丢弃的12门75毫米山炮，组建了唯一的一个炮兵团，却因缺乏炮弹来源只能在几次重要作战时上阵。抗战期间，八路军的兵工厂自制了部分掷弹筒及其所用弹药，新四军通过从上海秘密运来机器和钢管也生产了几百门51毫米口径的轻迫击炮，不过因弹药有限也只能在关键战斗中使用。在当时的敌后战场上，共产党领导的军队面对着火力相差最悬殊的条件，是在最困难的环境中坚持抗战。
抗战初期日军武器最大的优势在空中，从1937年秋至1941年末，侵华日军一线作战飞机保持在500架左右，并靠本国年产数千架的能力可迅速补充。中国空军的飞机全靠外购，开始主要使用美制****III战斗机和随后苏援的伊－15和伊－16，性能与日军的中岛九七、三菱九六战斗机相当，却因飞行员和战机都缺乏补充能力而越打越少，空战主要依靠苏联志愿航空队。1940年日军的零式战斗机出现后，制空权完全落于敌手。据李宗仁回忆，抗战初期作战时顾虑最大的便是日机轰炸，如汤恩伯等一线将领的指挥所都终日流动不定。
到了抗战后期，中国战场上重火器力量对比有了重大改变。1941年美国陈纳德的“飞虎队”进入中国战场便开始扭转空战形势，太平洋战争爆发后该部扩编为美军第14航空队，陆续装备大量新型战斗机和轰炸机，如p－51“野马式”为当时世界上性能最好的战斗机。加上日本航空兵的主力外调，1943年以后中国战区制空权已经掌握在中美联合空军手中。据美国第14航空队宣称，其空中攻击共杀伤日军12万人，这自然有夸大成份，不过1944年日军发动攻势确实主要靠夜间行军，打通平汉、粤汉铁路这些“大陆交通线”后因空袭猛烈也无法修复通车。据日军战史记载，在衡阳围攻战时，其前沿部队白天都“要像地老鼠一样钻在洞里”，因供应不济只好让士兵用钢盔舂米吃，险些重蹈英帕尔一战供应断绝的覆辙。
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