王秉璋赶到师部后，向林彪、聂荣臻报到，并简要汇报了与阎锡山方面代表交涉车运的经过。不久，国民党《扫荡报》的记者得知八路军在平型关打了胜仗，便带着电影摄影机要来拍新闻纪录片。林彪对《扫荡报》没好印象，说那是国民党最反动的复兴社办的报，不想接待。聂荣臻说：“现在搞统战，与过去不一样了，宣传我们打胜仗是好事嘛！”林、聂因王秉璋与国民党交涉过车运，有跟他们打交道的经验，就派他去接待那几位记者。
王秉璋向参谋长周昆和几位参谋了解了9月25日的战斗情况后，就去接待《扫荡报》的记者。他带记者到战斗现场去拍摄，但记者们因大战已经结束，对拍现场兴趣不大。他们要求林、聂等人到战斗时的师指挥所位置，按当时的情景像演电影一样让他们拍摄。林、聂就按记者的要求来到现场。司令部的一些干部当时都很年轻，对拍电影感到挺稀奇，都赶来凑热闹。记者们在拍电影的同时，还拍了许多照片。
那时候，照相的机会并不多，王秉璋也趁此机会照了几张，当时自然不会想到这些照片的历史意义。回到师部，他要求记者将照片冲洗出来，记者当即就冲出了一套交给他。这套照片大约有20多张，记者走后，王秉璋将照片分发给了当事人。但拍的电影却始终没有公映过，也许是国民党当局不允许公开宣传八路军。那套照片在战争年代大部分丢失了，只有几幅保存下来。解放后，有关方面征集史料，这几幅照片就被当成当时战斗的真实写照公开发表了，恰好这几张照片都有王秉璋在内。
1938年2月间，一一五师参谋长周昆到第二战区司令部开会，阎锡山发给一一五师6万元军费，这是国民党发给一一五师的最后一笔经费。会后，周昆将一个大信封交给警卫员，说：“这是重要文件，你马上回去交给作战科王科长。”警卫员将大信封交给王秉璋后，王秉璋打开一看，根本不是什么文件，而是3万元钱。周昆携另外3万元钱潜逃了。周昆是参加秋收起义后首批上井冈山的老干部，曾任红八军团军团长、红一方面军参谋长等重要职务。他为什么会突然潜逃呢？这一直是个谜。说他贪财吧，只拐走了一半经费，事情没有做绝；说他是蜕化变质吧，却没有叛变。解放后，组织上对周昆进行过调查，当时他在湖南平江老家，调查之后证实他没有参加过任何反革命组织，也没有任何反革命行为。
周昆潜逃后，一一五师参谋长一职就长期空缺。1938年3月8日，八路军总部任命王秉璋为参谋处长，司令部的工作开始由他负责，实际上行使参谋长的职权。
1938年3月2日清晨，一一五师经过隰县以北的千家庄时，林彪走在最前面，晋军哨兵误以为他们是日军骑兵，开枪打伤了林彪。林彪中弹从马上摔了下来，王秉璋连忙下马将他抱起。林彪的伤势很重，在对林彪进行了紧急救护之后，当天就将他送往延安。
林彪受伤的当天，军委主席毛泽东和军委参谋长滕代远致电罗荣桓：“林之职务由你暂代。”但是，在军委电报发出之前，十八集团军总部朱德、彭德怀的电报已经发出了，朱、彭任命三四三旅旅长陈光为代师长。
1939年3月1日，一一五师师部率六八六团进入山东。中共中央北方局指示成立鲁西军政委员会，由陈光、罗荣桓、王秉璋、黄励、张霖之、赵博、朱则民等七人组成。日军得知“平型关下来的老八路来了”后，来了个九路围攻。一一五师师部和六八六团等部在陆房一带陷入重围，王秉璋协助陈光指挥部队与敌激战，胜利突围。此战后，王秉璋和政治部副主任黄励率师直大部分人员组成“东进支队”开赴鲁南。这年冬天，王秉璋带领特务营的两个连前往郯城县码头镇，支援受国民党顽固派攻击的地方独立营。他率部夜涉结着薄冰的沂河，神不知鬼不觉地摸进镇子，将顽军一个营全部俘虏，随后又在镇外伏击前来增援的顽军。两次战斗共消灭顽军600多人，我方仅伤亡3人。
1940年秋，一一五师在桃峪召开高级干部会议，会议由罗荣桓主持，肖华、杨勇、王秉璋分别作了冀鲁边、鲁西、鲁南的工作报告。会后，王秉璋调任鲁西军区司令员兼教三旅（三四三旅）副旅长。
王秉璋采用交通壕近迫作业攻坚战术，以伤亡100多人的轻微代价，取得歼敌近万人的战果
1941年2月，王秉璋到达鲁西，教三旅旅长杨勇让他负责部队的训练工作。当时，部队发展很快，但新部队缺乏训练。虽然教三旅沿用了三四三旅的番号，但有实力的老部队并不多，部队中流传这样一个顺口溜：“七团打，八团看，九团围着转。”也就是说教三旅的3个团中能打的只有七团。
在王秉璋的主持下，教三旅开展了射击、投弹、刺杀、土工作业“四项训练”，部队战斗力有了很大提高。4月间，杨勇赴延安学习，王秉璋任代旅长。
