1937年7月7日，日本帝国主义发动了全面的侵华战争，至1938年10月日军占领武汉。侵华日军虽然侵占了大片中国领土，但却不能彻底摧毁中国人民的抗战意志，歼灭中国军队主力，迫使中国政府投降，使得中日战争逐渐演变成了一场持久的消耗战，这种局面是日军领导层预先估计不足的，也是他们最不愿意见到的。尤其是那些曾在侵华日军中担任过高级领导职务的高级将领，对百万日军深陷侵华战场深为忧虑，极力主张增加兵力，重新发起战略性进攻，攻占重庆、西安、延安等中国大后方，彻底消灭中国的抗日军队，迫使中国政府投降，结束对华作战。但1938年10月以后的国际局势错综复杂、瞬息万变，使日军主要精力无法集中在中国战场上面。直至1942年5月，日军在太平洋战争初期大获全胜，占领关岛、香港、马来亚、菲律宾、印度尼西亚、缅甸等广大地区，其扩张达到极点。这时日本军事决策机关在经过充分研究后，决定乘太平洋战场日军胜利之余威，集中相应的精锐兵力，向中国大后方发动大规模的战略进攻，歼灭中国陆军野战军主力，摧毁中国各地的抗日基地，迫使中国政府投降，彻底结束持续5年的对华战争。
1942年9月3日，日本陆军大臣东条英机、参谋总长杉山元将经过日军大本营、日军中国派遣军司令部和日军华北方面军、日军南方军数次充分研究确定的自1943年春季进攻中国战略大后方陕西、四川的“五号作战计划”上奏裕仁天皇，当即得到了天皇的批准。
“五号作战计划”的内容包括：
1.日本中国派遣军在集中关内战场的主要兵力并得到日军大本营23万兵力的加强后，自山西、河南和武汉方向发起数路进攻，一举击溃中国军队主力，攻入陕西、四川，最后攻占成都、重庆，使中国彻底丧失最后的抗战大后方，迫使中国政府投降。
2.以日军华北方面军机关为基础，立即组建日军第五方面军司令部，负责指挥参加进攻中国战略大后方的全部日军部队，第五方面军司令官由板垣征四郎担任，准备参加这次战役的日军包括已在山西的日军第一军(下辖5个师团及1个旅团)，拟组建的日军第七军(下辖3个师团)，拟在开封组建的日军第二十八军(下辖两个师团及1个旅团)及已在武汉的日军第十一军(下辖5个师团)。
3.全部作战计划分两个阶段实施：
首先，自1943年春季开始，日军第一军、第七军自山西突破黄河防线进入陕西沿渭河南北发动攻势，攻占中国抗战西北大后方西安，然后兵分两路，北上攻占延安，西占宝鸡，南下控制汉中，攻占四川省北部广元地区，并由日军第七军抽调兵力控制陕西各占领区。
其次，日军第二十八军自河南开封向西南进攻老河口，沿汉水西进安康地区，并越过大巴山进至四川省北部达县地区。同时，日军第十一军自湖北宜昌沿长江两岸溯江而上，进占四川省东部万县地区。当日军第一、第七、第二十八、第十一军各部全部到四川北部、东部和东北部，并形成对成都、重庆正面包围进攻态势后，结束第一阶段的进攻。
在经过短暂休整后，立即转入第二阶段的进攻。要求进入四川一线的日军第一军、第二十八军、第十一军由日军第五方面军统一指挥，日军第一军由广元向南发动攻势，经绵阳攻占成都，日军第二十八军由达县向西南发起攻势，策应第一军、第十一军对成都、重庆的进攻，第十一军5个师团主力继续发动攻势攻占重庆。
考虑到进入中国腹心地区作战，日军大本营做了充分的准备，决定征召1943年度适合兵役条件的23万人归日军中国派遣军调配，专门用于补充“五号作战计划”中的兵力耗损，并给日军第五方面军配属日本陆军航空兵第三师团，以空中侦察、轰炸加强地面日军的攻势。
为了保证“五号作战计划”的顺利实施，作为指挥机关的日军华北方面军司令部(即第五方面军司令部)认为，要实施这次大规模的进攻，日军数十万部队，要在平原、高山及各种复杂地形中作战，要横渡黄河、渭水、汉水、长江、嘉陵江等著名大河，遭遇到各种意想不到的困难和环境，因此要求方面军指挥机关和日军部队进行事先准备和类似环境的演习拉练。
日军第五方面军指挥机关在研究这次战役进攻的进军路线时，对大部队要完成渡过黄河，翻越秦岭、大巴山，穿越宝鸡至汉中的险道，感到现有可用的兵要地志资料缺乏，明确要求凡参预制定作战计划的参谋和指挥人员，能现地到达的地区，必须进行实地侦察、绘图、计算，对日军现在还无法控制的渭水、汉水、大巴山、秦岭等地，要乘侦察飞机到达实地摄影侦察。
1942年6月29日、30日，日军华北方面军作战参谋岛贯武治、情报参谋横山幸雄，日军中国派遣军的作战参谋中吉孚秘密到达日军控制的在河南潼关对岸的山西风陵渡并沿黄河北岸转向北方直至龙门、河津，沿黄河东岸选择军事行动时的强渡地点，这4个人还于7月1日乘坐侦察机对黄河的地形、地物及中国军队的防御工事进行了侦察摄影。
7月13日、14日，日军华北方面军参谋长安达二十三中将率参谋乘日军远程侦察机对我国秦岭、大巴山区的山形、水系、森林、隘口、通路、城市进行了广泛的空中侦察摄影，为确定将来的进军路线提供参考资料。7月15日，安达二十三中将窜至日军占领下的郑州西北地区，从黄河对岸侦察中国军队在霸王城一带的防御工事，研究日军大部队强渡黄河的问题。尔后，日军组织其参战各师团工兵部队主官、技术骨干及核心部队在安徽蚌埠日军占领区的淮河河面上，按实战标准在大风浪及战时装载量的情况下，进行架设舟桥的训练，以保证实战中横渡黄河的需要。担任这次进攻中国战略大后方任务的日军第一军和日军第十一军各部队都按计划进行了战役准备，首脑机关进行了兵棋推演，并调动部队在近似地形中进行了拉练，以探讨新的作战方法，日军第一军高级参谋友近美晴大佐率参谋人员多次对关中平原、秦岭、大巴山等地进行空中侦察，认为秦岭地区树木茂密，便于部队隐蔽，提出应首先使用空降兵，事先抢占山地的关隘要道，以接应大部队通过。日军第一军还命令驻长治的日军第三十六师团派出一个步兵大队，专门试验山地作战的合理编组，训练部队攀爬能力及消灭隐蔽在陡崖上火力点等山地作战方法，同时对进攻中的陆空协同联络方法、后勤供应等问题都进行了实地演练。
10月，日军第一军司令部在山西太原体育场进行了近10天的野外训练，各级指挥人员一律在帐篷中宿营，演练实际山地作战中的适应能力。11月末，日军第一军抽调驻阳泉的日军独立混成第四旅团自阳泉向北沿着太行山脉，一面扫荡八路军的抗日根据地，一面演练山地作战方法，以提高部队在山地进攻战中的各种作战能力。驻武汉地区的日军第十一军担任进攻任务的5个师团的部队也进行了充分的准备，鉴于中国宜昌以西山峦重叠地形复杂，担任进攻任务力的日军各师团部队全改编成驮载师团，并吸取武汉会战中在群山地带作战运输困难，辨别地形地物容易失误的教训，准备了各种补救措施。
侵华日军进行“五号作战计划”的各种战役战术准备措施，虽然都进行了严格的保密和各种伪装，但不可能完全逃避中国军事情报机关的侦察，日军准备发动侵占我国战略大后方的战略进攻的情报，很快就被送达国民政府的军事统帅部门，中国统帅部在获知战略情报后，立即开始做应战准备，以应付这一侵华日军发动的旨在灭亡全中国的战略攻势，中国军事情报部门以敌情通报的方式，向各个战区司令长官转发了日军准备发动战略进攻的情报，军事委员会命令在西安的胡宗南的第八战区调配兵力增加黄河河防兵力及在陕西地区的兵力密度;命令在湖北老河口的李宗仁的第五战区抽调兵力加强武当山以东地区的守备，采取有力措施扼制进入四川、陕西的通道;命令在湖北恩施的陈诚的第六战区增强在长江宜昌以西石牌及其南北两岸的要地防御，坚决扼守川东门户。为做好最坏的准备，国民政府还秘密做好预案，一旦重庆失守，政府将再次西迁至西康省。为保证政府西迁迅捷有利，国民政府将原在鲁南抗战的第二十二集团军总司令邓锡侯火速调回四川西部，以屏障川康交通孔道，并选派有力的专门参谋人员进入西康，与驻扎西康的川军刘文辉部沟通联络，并铺设了通讯线路，预做准备。
随着太平洋战争的爆发及1942年1月的《联合国家宣言》的签订，中国抗日战争与世界反法西斯战争融为一体，盟军的对日作战对整个日本的军力起到了巨大的牵制和消耗作用，客观上有力地援助了中国的抗日战争。
1942年5月7日，美、日海军舰队在太平洋进行了“珊瑚海海战”，这是人类历史上第一次航空母舰的对决，双方舰队在互不照面的战场态势下，分别出动舰载飞机轰炸对方，日本的航母“祥风”号及1艘驱逐舰和4艘特种舰船被击沉，这次战斗沉重地打击了日本帝国主义扩张的势头，挫败了太平洋战争爆发后日军不可一世的气焰。
6月5日，日本海军集中全部联合舰队主力，发动中途岛战役，参战的日军全部舰队一天航行所需的燃料费等于平时日本海军一年的训练费用。日军妄图攻占中途岛，歼灭美国海军太平洋舰队主力，但由于日本海军密电码被美国情报部门破译，使得美国海军全面了解日本舰队的作战计划，仅经过数小时的海空大战，日本海军12年间倾国力精心制造的4艘主力航空母舰“加贺”、“赤城”、“苍龙”、“飞龙”均葬身海底。更为严重的是，日本海军同时损失了数百个有着丰富战斗经验的飞行人员和机务地勤人员，日本海军失去了强悍的战斗力从此太平洋战场的主动权转入了美国海军手中。
8月7日，美、日两国海陆军围绕澳大利亚东北方向的瓜达尔卡纳尔岛展开了长达五个多月的海空大战和岛上攻防战，由于美军控制着岛上机场，握有绝对制空权，加上美军海空运输力量和后勤补给力量强大，弹药补充及时充分，结果，美军仅以阵亡1600余人、伤4200余人的轻微代价彻底挫败了日军陆军两个师团及大批特种分队的攻势，使日军伤亡失踪者达5万人，残酷而绝望的战斗使得日本登岛陆军士气沮丧，不少人精神失常，其登岛指挥作战的日军第十七军参谋长二见秋三郎少将、第三十五旅团长川口清健少将均因被战场的残酷场面吓成“恐战症”而被撤职，参预制造卢沟桥事变的一木清直也在瓜岛进攻失利后被迫自杀。美、日海军围绕着瓜岛海域周围展开了6次大规模的海战，即萨沃岛海战、东所罗门群岛海战、开普埃斯佩兰斯海战、圣克鲁斯群岛海战、瓜达尔卡纳岛海战和塔萨法朗加海战。美国海军仰仗雷达等技术的优势，击沉日军海军2艘战列舰、4艘巡洋舰、1舰轻型航空母舰、11艘驱逐舰、6艘潜艇及大量货运舰船和数百架飞机，国力薄弱的日本再也无力与美国角逐瓜达卡纳尔岛，并被迫于1943年1月乘夜暗将在瓜岛的残余日军分批偷偷撤走。
美军在太平洋战场的胜利，沉重地打击了日本帝国主义，有力地援助了中国战场的中国抗日军队。日本大本营根据太平洋战场失利的态势，认为美国反攻在即，必须保持一定数量的部队随时调至太平洋地区，而在中国东北战场也需保持对苏联的防备力量，中国关内战场上的日军部队也必须保持稳定，暂不能够作他用。因此，暂时中止向中国西南、西北大后方展开大规模进攻的计划。
1942年12月10日，经天皇批准，日军大本营向日军中国派遣军下达了中止“五号作战计划”的指示。12月17日，日军中国派遣军司令部在南京召开会议，向驻北平的侵华日军华北方面军司令官冈村宁次、驻武汉的日军第十一军司令部官冢田攻、驻上海的日军第十三军司令官下村定、驻广州的第二十三军司令官酒井隆等人传达了日军大本营的指示。至此，侵华日军的“五号作战计划”还没有来得及实施就流产了。
