德國在第一次世界大戰戰敗後,被迫簽定「凡爾賽條約」,限制德國的軍備和士兵人數。由於數量受限制,德國決心推動軍隊精良化,結果生產出世界一流的武器及裝備,同時開始向沒有簽定「凡爾賽條約」的國家(例如當時的中華民國、阿根廷等)外銷武器和軍事技術。
當時民國政府先後經歷北伐、軍閥混戰、第一次國共內戰,國軍部隊質素參差不齊,同時對內有蘇聯、共產黨蠢蠢欲動,對外亦有日本等外國勢力虎視眈眈,急需一支有實力的陸軍安內攘外。在這個歷史背景下,中德雙方一拍即合。起初德國只為中華民國提供軍事物資,後來德方更派軍官到中國作軍事顧問,當中包括德國陸軍核心人物,有「國防軍之父」之稱的漢斯・馮・塞克特(Hans von Seeckt)將軍。
在德國提供技術支援的情況下,國軍大量更換德式裝備,後來更有條件自行生產,例如參照德國 Mauser 98k 步槍製造的中正式步槍。中國大陸媒體大多將德式師稱為「德械師」,我認為略有不妥。因為德式師除了使用德國軍械,更重要的是它參考了德國陸軍的現代化編制,包括在編制中加入炮兵部隊、通訊部隊、物流部隊等等。
1937 年,15 架 Panzers I 坦克更由德國運抵中國,用作訓練裝甲部隊。後來「中日戰爭」爆發,德國改變外交策略轉為支持日本,之後更承認由日本扶持的滿洲國。國軍現代化計劃受阻,原先國民政府打算整編 60 個德式師,最終只有第 87 師、88 師及 36 師及中央軍官學校的教導總隊完成「換裝」,成為當時國軍最精銳部隊。
同年,日本入侵華北地區後隨即南下,「淞滬會戰」爆發。國軍投入近 70 萬兵力防守,第 87 師、88 師首先上陣作戰。起初國軍成功收復部分失地,後來日軍增援,並在炮艦及空中炮火支援下轉守為攻,突破國軍重重防戰。3 個月血戰過後,國軍從上海撤出。連同後來投入作戰的 36 師,3 個德式師承受巨大傷亡,包括坦克在內的德式裝備最後被日軍擄獲。
對於德式師未能於「淞滬會戰」中抵抗日軍侵略,軍事評論員有不同意見。有指當時德軍擅長原野陣地戰,對城市戰缺乏經驗;但亦有人持相反意見,指德國顧問原先在上海設計的防禦工事非常出色,只是 3 個現代化步兵師獨力難支,不能配合其他部隊的舊有作戰模式。「淞滬會戰」之後,國軍精銳盡失,開始將經濟政治重心移向內地,與日軍展開長期抗戰。