卢沟桥事变爆发时，何应钦正奉命在川康整军，裁减川军。一者，为避免其嫡系部队被裁减，二者，为抗日之民族大计，刘湘主动致电蒋介石请缨出川杀敌。1937年7月底，国民政府在南京筹备召开国防会议。刘湘发言明确反对蒋介石以消灭地方势力为目的的“攘外必先安内”政策，公开宣布：“要抗战才能救亡图存，才能深得民心；要攘外才能安内。……抗战，四川可出兵30万，供给壮丁500万，供给粮食若千万石。……四川所有人力财力，均可贡献于国家。”（郭汝瑰《中国抗日战争正面战场作战记》）
为调川军出川作战，刘湘召集高级幕僚筹商多日，决定将川军编成两个集团军，由刘湘统一指挥：第22集团军，司令邓锡侯、副司令孙震，辖41、45、47三个军（均非刘系部队）；第23集团军，司令刘湘自兼，以唐式遵为副司令，辖21、23两个军和三个独立旅〔全属刘湘嫡系）。为避免川军被分散瓦解，出川前刘湘向蒋介石提出三点要求：“不分割川军建制，并由自己整个的统一指挥；各留三分之一的部队驻守原防；对出川抗战部队的装备、武器要作必需的补充。”蒋一一承诺。因为担心“我的部队已大半开赴前方，我自己不去看照，恐将会被蒋慢慢吃光”，刘湘胃肠病此时虽已很严重，但仍然坚持亲赴前线指挥。第二十二集团军出发前，刘湘还特别叮咛邓、孙：“川军出去，一定不让分割建制。北上后，必待全军和全集团军集中才渡河；必待川军全部集中才参加作战。”
川军出川后即被分散处置；出川前所承诺的武器、装备，也未能到位
但事情并不如刘湘所愿，川军出川后，迅速被打散：41、45军调归第二战区阎锡山指挥，李家钰的第47军调归第一战区程潜指挥，杨森的第20军则调往淞沪战场。刘湘的“必待川军全部集中才参加作战”的计划未能实现。刘湘出川前所要求的武器、装备补充，也未能到位。据时任第22集团军第41军司令部高级参谋的胡临聪回忆，当时川军装备极差：“当时各军部队的武器装备极为低劣简陋，所有步枪十分之八为川造，十分之二为汉阳造，更因使用已久，质量太差，以致大部不堪使用，打一两枪就搬不开枪机，有的枪上连刺刀也没有。至于轻重机枪，其数极微，每师多则十余挺，少则数挺而已。火炮方面，每师除数门迫击炮外，山、野炮一门都没有。装备方面，每人仅有粗布单衣两套（短裤），绑腿一双，既窄且短的单被一床，小竹席一张，雨鞋两双，斗笠一顶。而其所赴之地，则系气候多寒的黄河附近地区，真是武器不堪杀敌，衣被难以御寒。”（《第二十二集团军出川入晋抗战》，《文史资料存稿选编抗日战争》P675-678）而川军薪晌待遇仅及“中央军”的一半。
雪上加霜的是，川军“有个别的旅团长以为中央已答应配换和补充武器，就将部队中能用的枪提留起来，作为自己失败后‘重起炉灶’的后路；更有拿废枪换好枪，迳自私运回家，以致一连之中，仅有一两只枪打得响者。至于机关枪一项，一个团或一个旅才有两三挺；手榴弹每兵只有三四颗；比较有战斗力的部队，还是靠‘背插一把大砍刀’，一切作战配属都没有（如医药、救护、兵站、补给……）。”（雷云仙《川军第二十二集团军抗战在山西》，《文史资料存稿选编抗日战争》P679-690）然而当川军到达西安时，西安绥靖公署主任蒋鼎文拒绝补充物资，并让他们找阎锡山。阎锡山则推诿说：因山西方面的一切武器弹药和军需物资，早已运过黄河储存于潼关附近，所以在太原实无办法，拒绝补充。结果仅送了山西造的轻机枪20挺给第41军作为礼物了事。
