抗战爆发以后，韩复榘曾明确表示要率部参加抗日，“站在自家人一边”而“不得不得罪日本了”。这一抉择是他同日本长期交往中所得出的明确认识。在这一点上，韩复榘甚至比当时守卫冀察平津的宋哲元清醒。当宋哲元还在幻想通过与日和谈来解决卢沟桥事变之时，韩复榘就曾一针见血地指出：“这是日本人的缓兵之计，想借机调动力量，仗一定要打，日本人不拿下北平不得罢休。”他下令所部集中准备待命，并电请南京军事委员会调来防空高炮部队协助他据守黄河。为了表示他与日本决裂的决心，他还命令立即驱逐驻济南日本领事馆人员及日侨，并曾当面对日本领事说：“你们把我韩复榘当汉奸看，那你们是瞎了眼！明天你们不走，你们的安全，我就不负责了。”他愤愤地对部下说“：他们（指日本人）希望我们中立，真是异想天开。”
1937年7月30日，韩复榘应召去南京参加国防最高会议。临行前，他曾代表山东方面及第三路军将士致电国民政府，“主张抗战到底”。在南京期间，韩复榘曾当面向蒋介石提出抗日建议，蒋不加理睬，说关于抗日之事，他“自有主张”，这无疑给韩当头浇了一盆冷水。加上在整个会议期间，韩复榘觉得蒋介石“一肚子心事，却一点也不吐露”，心中不免顿生疑虑，怀疑蒋对待自己是否别有用心。临告别时，蒋介石对韩说：“我的意思，你完全明白。”而韩复榘却私下对人说：“我是糊里糊涂去南京，又糊里糊涂回济南”，“我看蒋介石并无抗日决心”。
韩复榘此次进京结果，认为南京政府不但无彻底抗日决心，而且有利用抗日消灭异己之可能，因此他的抗日意志一落千丈。开始采取消极避战、保存实力的做法。最后竟抗命不遵，不战而退。
8月2日，韩复榘由南京回到济南，立即下令市面各店铺照常营业，市民不要听信“谣言”。他又召集日本领事及侨民代表，说明自己并未出任抗日军职，日侨之去留听其自便，“凡未离济者照旧保护”，并将“抗敌后援会”等群众组织改称为“省防后援会”，强调“自保”性质。因此，在大战来临之际，山东并没有做好抗战的准备工作。
鉴于韩复榘的态度，日本方面对韩复榘采取了拉拢、诱其合作的方针。日本飞机在济南投下致韩信件，劝其不要与日本为敌，诡称只要韩不参加抗日，日军也不在山东登陆等等。日本又派密使来济南见韩，说日本在胶济线上有很多利益，并不想在山东开战，也不想在山东驻军，但日本为战事需要，须途经山东运兵。韩复榘以他多年与日本交往的经验，当然知晓日本“运兵”背后的含义，因而断然拒绝了日方的要求，表示无论是驻兵还是运兵，他都不许日军经过山东，会谈遂告破裂。
1937年10月，国民政府军事委员会下令将韩部第三路军改编为第三集团军，任命韩复榘为总司令，于学忠为副总司令。当时于学忠因所部驻防山东人数不多，对于黄河一线防务，向韩提出由韩部担任2/3，自己担任1/3，韩不同意。于学忠又提出自己担任2/3，韩部担任1/3，韩仍不同意。当时韩仅将所部部署在青岛以西、高密以东地区，面对海岸形成长形防线，以防备日军登陆。对津浦线的战备未采取任何防御措施。
第三集团军中的许多军官，是满怀抗日报国热情的。他们向韩复榘请战，要求上阵与日军一拼，“出出憋在心里多年的闷气”。韩复榘却对他们说：要知道作战全靠军队，第一要能保存实力，没有实力还用什么去作战？……我们若能保存实力，就是退到天边也能有吃有喝，谁也不敢轻视我们。
八一三淞沪会战打响后，中日战争在南北两大战场同时展开，韩复榘的防区在津浦线以东、胶济线以北，居于两大战场之间，尚未发生战事。这种情形使得韩复榘更加自信地认为，如果他处置得法，就可以在抗战中钻空子，保存住自己的军队与地盘。
进入10月，日军在华北战场逐渐取得优势，沿津浦线向南进攻，战火逼近山东。华北方面军在攻占太原之后，又按预定计划，将其精锐部队板垣第五师团等部队从山西战场抽回，用以发起南下打通津浦线作战，企图消除来自其侧面的威胁。我军统帅部针对北线战场新情况，撤销了原设的第六战区，将津浦线南北两段战事统归新设立之第五战区指挥，以李宗仁为司令长官，韩复榘为副司令长官，但韩并不听从李宗仁的指挥，也不去徐州上任。
11月间，日军由沧州进攻山东，韩复榘为掩护其主力后撤，只得派遣曹福林部在德州、惠民、齐东一线进行试探性抵抗。为了解前线战况，韩亲率手枪旅特务队渡过黄河视察，在济阳被日军先头部队包围在一个小村庄中，卫队拼死抵抗，伤亡殆尽，韩复榘只身骑着一辆摩托车突出重围，狼狈逃回济南。他恼怒地叫嚷：“打，打，几乎回不来！”表现了极度的厌战情绪，从此他下决心不再抵抗。
日军占据了黄河北岸阵地，用远射程大炮向济南城内轰击。11月16日，韩复榘下令所部将黄河铁桥炸毁，而后立即疏散后勤和家眷，转移军需物资，部队集中准备撤退。但日军一时无法过河，双方隔河对峙月余。
11月28日，李宗仁由徐州来济南视察，韩复榘当着他的面，下令将部队后撤周家口、郾城，并将财产军备运往豫西南阳，将鲁东、鲁北民团武装开向漯河，准备实行全面撤退。李宗仁加以阻止，并拿出拟好的作战计划，命令韩氏以沂蒙山为基地，展开保卫济南战役，并准备进山打游击，以迟滞日军南下行动。韩复榘对此不予理会，对李宗仁说：“浦口已失，南路敌人将打到蚌埠，我们已没有了退路。北路日军若过济南，南北一挤，我们岂不成了包子馅了吗？”李宗仁虽不满，却无可奈何，愤愤而返。
韩复榘部装运私产和军需的列车拟开往河南经过徐州时，被第五战区司令部扣留。李宗仁电责韩氏：“豫西非第三集团军后方，为何将弹药给养运送该地？”
韩复榘仅复电说：“郑州、开封亦非五战区后方，为何将弹药给养存在该地？全面抗战，何分彼此？”李宗仁阅后大为恼火。
12月23日，日军强渡黄河南犯，南岸守备部队急电韩复榘请派兵支援，并电请于学忠率部西进夹击日军，阻止其攻势。但韩复榘复电说：“无兵可派”，并说他对于学忠“无指挥权”。最后，韩部置五战区电令于不顾，于12月27日弃守济南。31日泰安失陷，1938年1月2日又放弃大汶口，4日放弃兖州，5日又弃守济宁，沿铁路线向运河以西地区撤退，以一部沿运河据守，主力退集于曹县、城武、单县一带。
当韩复榘抵达曹县后，李宗仁电责他为何放弃泰安、兖州，韩回电说：“南京已失，何况泰安？”
韩复榘的态度与行为，让李宗仁十分恼火。因为韩复榘弃责逃跑，日军得以长驱直入，致使徐州以北、运河以东第五战区津浦沿线两侧地区几成无兵防守的空白地带，不仅第五战区原拟之作战计划完全落空，而且威胁到五战区司令部的安全。李宗仁拟派川军北上支援，也被韩复榘拒绝。李宗仁忍无可忍，将韩氏所作所为呈报最高统帅部，并称他对韩已无法指挥，促使中央采取措施。
1938年1月11日，军委会在开封召开第一、五两战区军事会议。会议的重要内容之一就是处理韩复榘问题。蒋介石偕副参谋总长白崇禧亲自出席。会议期间，蒋介石下令逮捕韩复榘，并以“抗令不遵、擅自撤退、收缴民枪、勒派烟土、强索民捐、侵吞公款”的罪状，将其押赴武汉候审，其职务由孙桐萱代理。1月23日，军委会组成高等军事法庭会审韩复榘，由何应钦任审判长。次日，韩复榘被判处死刑，在武昌执行枪决。
韩复榘的避战逃跑行为给山东战场的抗战带来了无可挽回的巨大损失，他拥兵自重、抗命不遵，在第五战区造成了极坏的影响。其被正法，完全是咎由自取。韩复榘身为陆军上将、第五战区副司令长官和第三集团军司令，是抗战期间被处死的地位最高的国民党将领，这一事件所造成震动之大是不言而喻的。对韩氏采取断然措施，在当时不仅是必要的，它也显示了最高统帅部执行军法、严肃军纪的决心。2月1日，蒋介石通电全国，以韩复榘为例，警告各级将领：“今后如再有不奉命令，无故放弃守土，不尽抗战为能事者，法无二例，决不宽贷。”
处置韩复榘，在一定程度上扭转了抗战以来国民党部队中出现的军纪松弛的不良现象，极大地鼓舞了抗日士气，使抗战阵营精神为之一振，为即将到来的台儿庄会战创造了有利条件。