抗战爆发后，王树声投身于伟大的民族解放事业。抗战胜利后，他进入中原，在中原突围后，建立了鄂西北根据地，但由于敌众我寡，失利后他辗转到山东解放区，又回到了华北解放区。
1938年冬，中央决定派王树声奔赴华北抗日前线，任晋冀豫军区副司令员。
王树声以极大的革命热情投入了新的战斗。后来，军区与一二九师师部合并，他又任副司令员兼人民武装部部长。这期间，他戎马倥偬，经常奔波于各军分区，开展了许多扎扎实实的工作，并建立地方武装，为刘邓领导的野战军输送了大批人才。1942年，延安整风运动开始，王树声被调回中央党校，投入了这场伟大的思想教育运动之中。
日寇投降后，王震率八路军南下支队由湘、粤返北，王树声率豫西军区部队南下，在桐柏地区与李先念的新四军五师会合，组成了中原局及中原军区。
蒋介石对中原解放区早已视作眼中钉，就在国共停战谈判期间，蒋介石调集了11个军26个师，30余万人的正规部队，构筑起6000余座碉堡，将中原军区6万之师团团围住。
形势十分严峻，突围方向成了决定命运的抉择。当时，南面是长江天险，西边是桐柏山区，两面都是国民党的地盘。只有北、东面两面是我华北、华东解放区。当时任司令员的李先念，主张先东进五河，靠近新四军的主力部队。
王震的意见是：沿着平汉铁路由南向北转移，刘邓大军由北向南接应。王树声认为：平汉线的敌军交通方便，极易集中兵力进行堵截。部队应该向西转移，穿越平汉线，到达鄂西北武当山区和陕西南部。
八路军第一二九师领导人合影。左起：刘伯承、邓小平、蔡树藩、李达、王树声。由于三人意见不统一，谁也说服不了谁，于是把三个方案齐报中央。不久，中央复电同意第三方案，并补充了到陕南和鄂西北的有利条件，即把中原部队主力摆在川陕边界可以同时牵制胡宗南。中原局根据中央指示决定由皮定钧率一纵一部掩护，王震率北路向西突围，经桐柏山区直下陕北，王树声率南路西越平汉线进入鄂西北。
王树声率领中原军区一纵西越平汉路，一路西进，穿过一道道山岭，趟过一道道河溪，直奔钟祥、宜城间的汉江岸边流水沟渡口。
渡过汉江，王树声督师马不卸鞍，人不停步，一股劲儿向北挺进。就在途中，他接到党中央电示，命他们在鄂西北创建根据地，王树声被任命为区党委书记兼军区司令员和政治委员。
得知我军开进来的消息，敌人就如同被惊了的马蜂，急得嗡嗡乱飞。趁我立足未稳，就集中重兵，对我采取了很毒辣的“棋盘战术”——一个山头挨一个山头地“抓”我们，我军则以时而合，时而散的“麻雀战术”，漫山飞转，与敌周旋，弄得敌人头晕脑胀，手酸脚软！
敌人不断扑空，越恼火越疯狂，简直变成了疯狗，紧紧缠住我军不放，追了近一个星期。这天，王树声率部急行军一昼夜，来到神农架的千家老林，发现有处地形像“囚笼”，他灵机一动早早把队伍埋伏于四周。
中午时分，“疯狗”果然来了。等这帮家伙大摇大摆钻进“囚笼”，王树声高举左轮枪“叭”一声，紧跟着就是一片杀声和枪响，把敌人打了个晕头转向，乱成一锅粥：有的钻刺窝，有的跳悬岩；敌人的指挥官，也连人带马掉落崖边，丧了命。我军只用了个把小时就结束了战斗，缴获了大批战利品。大伙这才比较舒畅地出了口气。这以后连着几天，敌人老实了点。
王树声率队伍进入鄂西北之初，就划定了军分区，派出了党、政干部和队伍，想就地展开工作，可在反动统治严密、毫无群众基础、又缺乏地方干部的情况，给根据地的创建工作带来极大的困难，一些地方虽然设立了区县，但都沦为空架子，未能发挥实际效果。没有坚实的根据地，我军就扎不下根来，只有没日没夜地疲于奔命，兵员、物力也只减无增。相反，敌人立足本土，随心所欲，供应充分，越聚越多。双方力量的对比和战局，对我日趋不利了。
队伍中的一些同志对成天在深山老林中转来转去，被敌人追着屁股打，感到十分窝火。加之没有根据地，没有后方补给，环境又异常恶劣艰苦。于是，有些人开始发牢骚。
成天和部队摸爬滚打在一起的王树声自然也听到了这些反应。他非常重视这些思想倾向，认为不克服消极、错误的思想，部队就将失去战斗力。在艰苦斗争之余，王树声对大家进行了深入细致的思想工作。
通过扎实的思想政治工作，大家再不厌烦转山沟与敌较量了，在王树声的带领下与敌人作着顽强的斗争。但这时还有另外两个“敌人”困扰着队伍，那就是病伤员和掉队战士。当时，医药供应等于零。病了，伤了，只能就地寻点草药治治，不少伤员的疮口，发炎化脓，久久不愈。而掉队，就意味着当俘虏，受敌人的极大侮辱和残酷杀戮。
中原突围烈士纪念碑。1947年2月，王树声司令员和张才千参谋长率领队伍转战至荆门一带。此时这支队伍已由最初的好几千人，减至千把人左右。这一方面是由于敌人围追堵截，部队长期打仗，战斗减员过重。另一方面，转战中的饥寒交加，病魔侵袭又夺去了不少同志的生命。同时，部分在作战中经常有被打散的情况，有时失散了还能重新集合，而有时失散后，因部队流动不定就各自为战了。王树声手下的得力干将刘昌义及其率领的主力部队就在一次战斗中被敌人冲散了。从此，这只“铁拳”就再也没能回来。
在敌人腹地作战是极其艰难的，尽管王树声在创建鄂西北根据地的斗争中多次遭挫，他本人也身负重伤，但他并没丧失斗志。对于有20年革命生涯的王树声来说，艰难险阻已如同家常便饭，再苦，再累他也要坚持下去。就这样，王树声按照中央命令，既率部突出重围，又开辟了鄂西北根据地，为我军尔后的战略进攻创造了有利条件。
鄂西北根据地的开辟和王树声勇于牺牲的精神和贡献赢得毛泽东等人的高度评价。
1947年2月4日，鄂西北区党委在远安以东的老观窝汪氏祠召开了着名的老观窝紧急会议。
会上，鄂西北区党委根据中共中央和中原局的指示精神，作出了两项决定：除留少数部队原地坚持斗争外，鄂西北军区主力分路转移到外线作战，继续牵制敌人；王树声、刘子久、文敏生、刘子厚等年纪较大、身体不好的领导同志，报请中央后，化装转移到山东、华北等解放区。经过辗转，王树声回到了山东解放区后又回到了华北解放区。
刘邓大军千里跃进大别山后，王树声重返大别山，与部队转战在深山老林中。他以大局为重，甘当副手，主动配合主力部队作战，有力地支持了我军战略决战。
经过一年多的作战，敌我力量对比发生了很大的变化，我军已由战略防御，开始转入战略进攻。1947年7月底，刘邓大军千里跃进大别山，向国民党统治的心脏狠狠地插上了一把刀。
刘邓大军千里跃进大别山的消息，使王树声异常振奋。他不顾体弱多病，毅然给党中央写报告，要求跟随刘邓大军，重返大别山，与敌人进行最后决战，解放父老乡亲。同事都劝他养好身体再说，但王树声还是坚决请求，党中央最后批准了王树声重返大别山的请求。
1948年春，为配合全国战局发展的需要，刘邓大军从大别山跳到淮北地区进行休整待机，大别山地区一下子就“空”了，只留下鄂豫军区的部队与敌人周旋，敌我力量对比悬殊。
趁我根据地力量空虚，国民党集中了20个旅的兵力，并纠集了大量的地方反动武装，企图把我军力量全部逼出大别山区，以除心腹之患。敌人把能使出的招数都使出来了，在大别山的腹地普设据点，恢复了保甲制度，进行并村行动，制造了无人区，企图把留守的我解放军“分区合围”，一网打尽。