在國民革命軍的編製序列中，曆史上曾先後出現過3個第37軍。
一、江蘇陸軍陳調元第6師組成的第37軍
該軍前身是江蘇陸軍陳調元的第6師。1925年冬，北洋軍閥孫傳芳為起兵驅逐奉係軍閥在江浙一帶的勢力，組成蘇、浙、皖、贛、閩等“五省聯軍”發起浙奉戰爭。此次戰爭後，北京政府委陳調元為軍務善後督辦，率江蘇陸軍第6師入皖。陳率江蘇陸軍第6師入皖後，收編了皖軍第1混成旅，列入該師建製。1926年，孫傳芳為阻擊北伐軍的北伐，將江蘇陸軍第6師擴編為第5方麵軍，任命陳調元為總指揮。1927年3月，陳調元向國民革命軍投誠，所部被改編為第37軍，陳調元任軍長。下轄：
第1師，嶽盛宣任師長；
第2師，丁瀚東任師長；
第3師，安樹珊任師長。
該軍編成後屬於北路軍，並奉命參加北伐。1928年底，國民革命軍縮編，該軍番號被撤消，所屬部隊被縮編為第46師及第47師，陳調元兼任第46師師長。
二、湘軍賀耀祖所屬一部組成的第37軍
該軍前身是湘係軍隊賀耀祖部。1926年8月，賀耀祖率湘軍第1師與湘軍總司令趙恒惕決裂，其所部編為獨立第2師。1927年3月，該獨立石擴編為第8師。1932年8月，蔣介石為加強對中央蘇區和紅軍的圍剿：，將第8師擴編為第37軍，毛炳文任軍長。下轄：
第8師，毛炳文兼任師長；
第24師，許克祥任師長。
該軍編成後，先後參加了對中央蘇區和紅軍的第四、五次“圍剿”等多次作戰。1935年10月後，該軍又參加了對中央紅軍主力長征後對留在贛省的紅軍遊擊隊的多次“清剿”作戰。1936年，該軍奉命由江西調往甘肅，參加阻止紅軍三大主力會師的作戰及“圍剿”紅軍西路軍的作戰。
1937年8月，抗日戰爭全麵爆發後，該軍由甘肅調防上海，隸屬第4預備軍，參加對日的淞滬會戰。在此次會戰後，由於該軍損失慘重，無力補充重建，該軍保留番號，原轄第24師改隸第27軍，第8師調歸第76軍建製。1938年初，國民黨軍進行整編，該軍恢複編製，隸屬第32集團軍。同時，將原第46軍第92軍、第22軍第50師及新組建的第197師調歸該軍建製。同年6月，軍長毛炳文調任湘鄂川黔四省邊區綏靖公署副主任，由黃國梁繼任軍長，許克祥任副軍長。此時，該軍下轄：
第50師，成光耀任師長；
第92師，陳烈任師長；
第197師，丁炳權任師長。
9月，該軍由上海開赴湖北，隸屬第31集團軍，參加武漢會戰。在此次會戰中，該軍與第92、第54軍共同防禦茅田河、燕慶、慈口一線，擔任阻截日軍西進的任務。此次戰役後，該軍由湖北調防江西，該軍隸屬第15集團軍。1939年初，軍長黃國梁調走後，第32軍團長關麟征兼任該軍軍長，陳沛、許克祥任副軍長。同時將該軍原轄第50、第92、第197師三個師分別改隸第54、第99、第8軍，另將第18軍第60師，國民黨軍事委員會直轄第95師、第2軍第140師改隸該軍建製。此時，該軍下轄：
第60師，陳沛兼任師長；
第95師，羅奇任師長；
第140師，宋思毅任師長。
同年3月，該軍參加了南昌會戰。5月，國民黨軍事委員會免去關麟征兼軍長之職，由陳沛繼任軍長，梁仲江、羅奇任副軍長。9月，該軍奉命由江西移防湖南，參加了第1次長沙會戰。1941年9月，該軍隸屬第30集團軍，參加了長沙第二次會戰，在麻林市西南地區協同第74軍作戰。此次作戰後，該軍撤至湖南湘陰整訓。1942年1月，該軍奉命參加長沙第三次會戰，在汨羅江南岸設陣地頑強抵抗，後轉至社港市、更鼓台、金井間山地，協同第78軍自東北向西南攻擊向長沙南犯的日軍。此次作戰後，該軍奉命移防浙贛鐵路一線。同年5月，該軍參加了浙贛路會戰。戰後，撤回湖南整補。1943年4月，軍長陳沛入中央訓練團受訓後，羅奇繼任軍長，楊彬、李棠任副軍長。此時，該軍隸屬第20集團軍。下轄第60、第95、第140師。同年11月至1944年，該軍先後參加了常德會戰、常衡會戰和桂柳會戰。1945年1月，參加湘粵贛邊區之作戰後，移防江西整訓。同年6月，該軍軍長羅奇在贛西對日軍追擊作戰中因指揮不力，被免去軍長職，改任陸軍第2集訓處副處長，所屬第37軍番號被撤消，部隊編散。
三、青年軍第20、第204、第209師組成的第37軍
該軍前身是青年軍一部。1949年春，國民黨軍加強對上海地區的防禦作戰力量，以青年軍第202、第204、第209師合編組成第37軍，羅澤闓任軍長，下轄：
第202師，師長（姓名不詳）；
第204師，龍嘯聲任師長；
第209師，師長（姓名不詳）。
該軍編成後，隸屬淞滬警備司令部。同年4月，該軍奉命參加江防戰役，與第52、第75軍沿長江一線共同擔任防守蘇州與上海地區的任務。4月下旬，此段長江防線被解放軍突破後，該軍奉命逐步退守上海西郊和市區，繼續進行防守上海作戰的任務，後在解放軍解放上海市區的戰鬥中被全殲。
