王耀武对工事要求很高，也很科学，工事既要结实，但单个工事又不能耗费太多人力物力，于是就定下标准：大部分明碉暗堡要能经得住75毫米火炮和250公斤航空炸弹的攻击，这是日军最常用的攻坚武器，能抗住这些火力，就能顶住日军大部分进攻；个别重要工事再加码。

这样兼顾质量和效率，74军很快就构筑起拥有众多坚固支点的防御阵地，而且各个支点设置也很巧妙，明堡吸引敌军进攻，暗堡负责杀伤敌人，各个火力点相互掩护，几乎不留火力死角，让敌人有来无回。

王耀武以军长身份，亲自查看工事，从众多明碉暗堡里钻进钻出。士兵们本来就敬重这个不克扣军饷的好军长，这会儿看军长都这么认真，修起工事来自然更不敢怠慢，在将士们的辛勤努力下，上高成了一个具有严密防御体系的大堡垒。

1940年3月，日军果然大举来攻，33师团、34师团和20旅团6万余人，以攻占上高为目标，发起了上高战役。国军第九战区49军、70军、74军3个军约10万人迎战。

战役开始后，王耀武精心修筑的工事很快发挥了作用，日军举步维艰，每攻下一处阵地都要消耗不少兵力和弹药。但小鬼子的凶悍顽固也是有名的，与国军74军对阵的是日军34师团，该师团作为中路攻击箭头，依托火炮和空中优势，硬是啃下了74军一个又一个碉堡，一步一步的往前拱。

王耀武指挥很有章法，并没有马上动用主力与日军决战，而是逐次抵抗，第一线阵地的工事毁坏了，弹药消耗得差不多了，就把兵力撤至第二线继续抵抗。

双方从3月19日一致鏖战至24日，日军总算攻到上高城附近，前锋离上高不足一公里，别说开炮，就是步枪都能打近城内。

王耀武此时开始发力，命令正面防御的57师不得再后退一步，57师官兵坚决执行，师长余程万亲临前线指挥战斗，他见重机枪手阵亡了，冲上去亲自操刀，冲日军猛烈射击。其他官兵见师长这么勇猛，士气大振，与日军奋力拼杀。