目前已知在全面抗战爆发前夕，日军有17个常设师团，这类师团主力是两个旅团、四个步兵联队，另有骑兵、炮兵、工兵、辎重各一联队。还有一些番号一百以后的特设师团，是以预备役兵员仿照常设师团建立的，编制也与常设师团相同，只是师团和联队的番号数字加100。至于第26、27师团等，则是直属三个步兵联队。还有不少师团因为马匹数量不足，没有骑兵联队，只有骑兵大队，第18师团就只有骑兵第22大队。

1939年起，百字号的特设师团陆续撤销编制，联队旗收回皇宫，拥有四个特种兵联队的师团数量大大减少。与此同时，日军进行军制改革，撤销旅团，师团直接下辖三个步兵联队。1940年7月，日军又组建51～57师团，联队番号多是原特设师团下属的联队，联队旗再次授出，因而这批联队多少百字头。这七个师团也和常设师团一样，下辖三个步兵联队和四个特种兵联队，只是骑兵已经被淘汰，改为搜索联队，即配备马匹、摩托车与装甲车的快速反应部队。余戈研究员把这七个师团称作新常设师团。

第51师团，辖步兵第66、102、115联队与野炮兵第14联队，参加过香港战役。1942年调拉包尔，增援新几内亚莱城，途径丹皮尔海峡，船队被盟军空袭，八艘运输船全部沉迷，115联队长远藤寅平战死。辎重、搜索第51联队也在海岛上被歼灭，参谋长本乡忠夫毙命。该师团残部困守新几内亚韦瓦克，终战时生还者不足十分之一。历任师团长上野勘一郎、李垠（朝鲜人）、中野英光。

第52师团，下辖步兵第69、107、150联队和山炮兵第16联队。1943年改制为海洋师团，炮兵下放到三个步兵联队中，炮兵联队撤销。驻防日本最重要的海军基地特鲁克群岛，直到投降。师团长草场辰巳、麦仓俊三郎。第31军军长小畑英良死后，军司令部于特鲁克重建，麦仓兼任军长。该师团在二战中损失较小。

第53师团，下辖步兵第119、128、151联队与野炮兵第53联队。1943年调入缅甸方面军，先后与中国驻印军、英联邦军交战。孟拱河谷战役，野炮兵53联队被新38师袭击，两个中队遭到歼灭性打击。接下来的伊洛瓦底江会战中损失惨重，119联队长浅野库一大佐、128联队长冈田博二大佐被击毙。后退守锡当河东，直到投降。历任师团长马场正郎、河野悦次郎（病死）、武田馨、林义秀。

第54师团，下辖步兵第111、121、154联队和野炮兵54联队，1943年9月调入缅甸，编入第28军，防御缅甸西南沿海的若开山区，防止英军登陆。1944年参加第二次若开若开战役。次年参加兰里岛战役，121联队的第2大队长猪股力少佐以下五百人被英军击毙，兰里岛战役曾流传一个联队日军被鳄鱼吃了，并不属实。撤过伊洛瓦底江时111联队长矢木孝治战死。锡当河之战遭到沉重打击，残部在缅甸南部投降。历任师团长秋山义兑、片村四八、宫崎繁三郎。

第55师团，下辖112、143、144联队与山炮兵第55联队。1941年底抽调144联队与炮兵、工兵各一部组建南海支队，投入巴布亚战役，由步兵团长堀井富太郎指挥，遭歼灭性打击，少将司令堀井、大佐联队长山本重省死去。1942年师团主力进攻缅甸同古，被戴安澜的200师阻击12天。1943年初，南海支队残部回归建制日军第五十五师团日军第五十五师团，并发动第一次阿拉干战役，112联队痛宰英军，击毙准将旅长卡文迪许。次年发动第二次若开战役，被英军击败，143联队长土井元武战死。1945年被英军打击，骑兵第55联队长杉本泰雄毙命，8月驻防金边，不久投降。历任师团长永见俊德、石本寅三、竹内宽、古闲健、花谷正、佐久间亮三。

第56师团，下辖步兵113、146、148联队与野炮兵56联队。1942年参加菲律宾战役、爪哇战役，并调入缅甸，奇袭远征军后方补给站腊戍，把十万中国远征军赶入野人山。5月攻占滇西，盘踞中国境内两年之久。在远征军反攻滇西战役中，曾在松山、腾冲、龙陵顽抗，给远征军造成巨大伤亡。第113、148联队的联队旗被迫焚毁，松山、腾冲是玉碎作战，藏重康美大佐毙命，工兵联队长小室钟太郎剖腹，步兵团长水上源藏少将在缅北兵败自杀。1945年退入缅甸境内，又被英军打击，炮兵联队长山崎周一郎被击毙，后在泰缅边境投降。历任师团长渡边正夫、松山祐三。

第57师团，下辖步兵52、117、132联队与野炮兵57联队，大多数时间隶属于关东军，1945年3月调回本土，编入第16方面军，直到迎来投降，没有参加过作战。历任师团长伊藤知刚、楠本实隆（传说被马夫打死的那位）、上村干男、矢野政雄。