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。
