1.大战序幕
1939年12月，冀中军区政治委员程子华和政治部主任孙志远向八路军总部发来电报说：“敌最近修路的目的同过去不同。一是以深沟高垒连接碉堡。由任丘到大城、河间的公路修得比地面高5尺，两旁沟深8尺到1丈，沟底宽6尺，沟面1丈6，把根据地划成不能相互联系支援的孤立的小块，部队也不能转移，便于敌逐次分区搜剿。二是汽车路的联络向外连筑，安国县已完成3层，敌汽车在路上不断运动，阻挡我军出入其圈内”。
日本侵略军的这套诡计，不仅在冀中推行，而且要在全华北实行。军事家刘伯承曾经形象地比喻说，这是日军企图以“铁路为柱，公路为网，据点为锁”，对华北军民实行“囚笼”政策。八路军指战员认识到，一旦日军的阴谋得逞，“将造成坚持游击战争的极端困难局面”。因此，大家纷纷提出，绝不能让敌修成这类道路。
朱德、彭德怀认为，日军的筑路行动，有其战略上和战术上的重大含义，对此，丝毫不能忽视。朱德、彭德怀提醒大家，要从总体上来认识和对付日军的阴谋。
1940年8月20日，八路军对日军交通线的总破袭战打响了。
8月22日，八路军总部陆续收到各部队发来的战斗捷报。中午，作战科长向彭德怀副总司令和左权参谋长报告实际参战兵力，作战科长如数家珍似的说：正太路30个团，平汉线卢沟桥至邯郸段15个团……
左权听着听着，忽然说：“好，这是百团大战，作战科要仔细查对确切的数字。”
彭德怀说：“不管是一百零几个团，就叫百团大战好了。”
这天中午，彭德怀、左权指示：正太战役是抗战以来华北军队积极向敌进攻之空前大战，总兵力共约百个团，故名“百团大战”，以便向外扩大宣传。
抗日战争中的一次大破袭战，被定名为百团大战。这天，《新华日报》华北版、新华社华北分社发布了第18集团军司令部参谋处关于百团大战的第一号捷报。
从此，百团大战这一八路军在华北地区发动的一次规模最大、持续时间最长的战役轰动中外，它对坚持抗战，遏制国民党妥协投降暗流，争取时局好转，起到了重要作用。
共和国十大元帅中，朱德、彭德怀、刘伯承、贺龙、聂荣臻5人都参与指挥百团大战。
举行百团大战，八路军的高级将领经过了长时间酝酿。
八路军总部原来设想，以袭击日军交通线为主的总破袭战从1940年4月10日开始，由于反顽斗争，这一战役到8月下旬才打响。
日本侵略军侵占广州、武汉等地以后，对国民政府采取了以政治诱降为主、军事打击为辅的策略。1938年11月3日，日本政府发表声明称：今凭陛下之盛威，帝国陆海军已攻克广东（州）、武汉三镇，平定中国重要地区。国民政府仅为一地方政权而已。然而，如该政府坚持抗日客容政策，则帝国决不收兵，一直打到它崩溃为止。
帝国所期求者即建设确保东亚永久和平的新秩序。这次征战之最后目的，亦在于此。此种新秩序的建设，应以日满华三国合作，在政治、经济、文化等各方面建立连环互助的关系为根本，希望在东亚确立国际正义，实现共同防共，创造新文化，实现经济的结合。这就是有助于东亚之安定和促进世界进步的方法。
帝国所希望于中国的，就是分担这种建设东亚新秩序的责任。帝国希望中国国民善于理解我国的真意，愿与帝国协作。
日本侵略军在政治上迫使国民党订立城下之盟的同时，在军事上不得不转入保守占领地，准备长期作战。1938年11月，日军大本营制定了《陆军作战指导纲要》，明确提出其作战方针是：“确保占据地区，促进其安定；以坚强的长期围攻态势，扑灭残余的抗日力量。”
正当抗日战争进入战略相持阶段、日军谋划新的侵华阴谋时，国民党顽固派消极抗日，积极反共。1939年1月，国民党五届五中全会决定了防共、限共、溶共的方针，制造了一系列武装摩擦事件。1939年11月，国民党五届六中全会决定实行军事限共。11月下旬，阎锡山命令第六集团军总司令陈长捷指挥2个军，向山西青年抗敌决死队第2纵队和八路军第115师晋西独立支队发动进攻。12月3日，阎锡山的部队破坏了永和、石楼等地抗日民主政权及“牺盟会”等抗日群众团体，杀害了洪洞县、蒲县县长和八路军晋西独立支队后方医院的伤病员，史称“十二月事变”。与此同时，国民党顽固派还在陕甘宁边区、晋东南地区、太（行）北和冀南地区向抗日力量进攻。中共中央从抗日大局出发，指示八路军审慎而坚决地同反共行动进行必要斗争。
晋察冀军区部队破袭娘子关下正太铁路。国民党顽固派掀起第一次反共高潮，削弱了抗日力量，给日军以可乘之机。1940年春，日本侵略军纠集伪军，执行“肃正建设计划”，推行“囚笼政策”，对抗日根据地进行“扫荡”，给抗日军民造成严重困难。
日军占领华北以后，挖壕沟，筑碉堡，不断修筑公路、铁路交通网，平原上的据点之间都有公路联络，有的一个据点分叉十几条公路，形成了纵横交错的公路网。正太铁路是日军施行“囚笼政策”的重要支柱之一。
正太铁路东起石家庄正定，西止太原，全长240多公里，横越太行山脉，经过娘子关天险，是连接山西、河北两省，沟通河北平原和山西高原，联结平汉、同蒲两条铁路线的重要交通命脉。日军施行“囚笼政策”，采用以“铁路为主、公路为链、碉堡为锁”的方法，企图通过这种方式把华北抗日根据地分割成块，在军事上实行分区“扫荡”，在政治上加强发展伪组织的“统治”作用，在经济上对抗日根据地加以严密封锁，隔绝各抗日根据地之间的粮食运输，还企图把晋察冀的粮食运往日本，缓和日本国内的粮荒。侵略者费尽心机，伸出毒蛇一样的嘴，企图更尖锐地插入根据地，控制根据地。日军妄称，正太铁路沿线是“不可接近”的地区。1939年秋，华北抗日根据地有近百个县城，日军推行“囚笼政策”以后，抗日根据地逐渐被封锁、被切割，八路军的抗日活动困难，物资供应更为紧张。
1940年2月，八路军总司令朱德、副总司令彭德怀在部署反摩擦斗争的同时就提出，八路军各部队要对日军筑路的起止地点、修筑方法、沿路设施、守备兵力等情况进行详细侦察。这是为了打破日军的“囚笼政策”做军事准备。
4月1日，朱德、彭德怀发布命令，要求八路军各部队互相配合，从4月10日开始对日军的交通线发起总破袭战。
4月2日，彭德怀收到毛泽东发出的一封急电。毛泽东在电报中指出：“目前局势相当严重，蒋介石似已下了决心，即是挂抗日的招牌，做剿共的实际。目前对我最威胁的是绥德、皖东两点。”毛泽东还提出，要以主力对付威胁延安的国民党第90军；八路军除第344旅外，再抽调兵力南下华中，打通与新四军陈毅方面的联系。毛泽东还希望朱德早日动身到洛阳，同卫立煌谈判，停止国共摩擦，然后秘密返回延安，参加党的第七次代表大会。
彭德怀接到毛泽东的电报以后，即要求八路军有关部队集中力量对付国民党的反共摩擦，对日军发动交通总破袭战的计划推迟。这以后，八路军有些部队也出击了日军的交通线，但没有形成统一的战役。
4月12日，毛泽东、王稼祥在给朱德、彭德怀的电报中提出：“朱总能否与卫（立煌）一晤？”根据毛泽东的意图，朱德总司令离开八路军总部王家峪，前往洛阳同卫立煌谈判，再经西安、黄陵，返回延安。
5月7日，朱德一行渡过黄河。卫立煌得知朱德到来，早已派人到码头迎接。朱德到洛阳时，天已经黑了。卫立煌把朱德和康克清安排在自己的驻地住宿，以便互相交谈。
在卫立煌举行的欢迎会上，朱德特别强调了军队团结的重要性。朱德说：共产党、八路军坚决要求这种团结，国民党的大多数需要这种团结，只有日寇、汪精卫、汉奸、投降分子和摩擦专家害怕这种团结。朱德强调，这种团结必须建立在进步的基础上，只有这样，才能克服困难，争取抗战的最后胜利。
在洛阳，朱德与卫立煌举行会谈，气氛很融洽。每天晚上，卫立煌都安排招待晚会，有时还请著名演员演出。卫立煌原来还准备就陕甘宁边区问题做些调解，蒋介石得知后立即打电报给卫立煌，说：“这个事你不用管。”后来，朱德向党中央报告情况时说，洛阳是国民党特务机关集中的地方，但因为有卫立煌这个中间力量在，情况比西安还要好些。
5月17日，朱德一行来到西安，发现八路军办事处周围出现了一些不三不四的人。由于国民党顽固派掀起反共高潮，八路军设在国民党西北统治中心的这一合法机关也成了反动分子的一个眼中钉，不仅在生活必需品供应上处处刁难，还在办事处周围设置了20多个特务据点，办事处工作人员外出，很快有特务尾随跟踪。
朱德了解到上述情况以后，一面要求大家保持警惕，任何时候都不可麻痹大意，一面和大家一起研究了对付国民党特务的斗争艺术。为了保证文件传送中不被特务觉察，要求有关人员不走大街走小巷，晴天不送雨天送，白天不送晚上送。
离开西安前夕，朱德得知办事处交通科一名姓贾的战士因公外出时被国民党特务秘密绑架，反动当局又拒不承认。为了把这名战士救出虎口，朱德亲自出面同国民党有关方面交涉，迫使特务放人。
北上延安那天，朱德得知八路军办事处有一批通讯器材要送往延安，又担心这些器材在途中会受到国民党军队哨卡的刁难，不知如何运送。朱德毫不犹豫地说：“你们把这些器材装上车，我随大卡车一起走。”
当时，著名作家茅盾夫妇和一些进步人士也要从西安去延安，为了保障他们途中安全，朱德也邀请他们同车前往。
北上途中，国民党军队的哨卡一次又一次地拦住了这辆大卡车，当他们看到车上坐着第18集团军总司令时，只好皮笑肉不笑地让路。
返回延安以后，朱德总司令直接参与中共中央和中央军委的领导工作，协助毛泽东指挥全国各抗日根据地的抗日战争。
朱德离开八路军总部不久，彭德怀委托左权前往太行山深处的黎城县谭村，这是八路军第129师师部所在地。
4月末一天晚上，左权见到刘伯承、邓小平、聂荣臻、吕正操、陈锡联、陈赓等人。战争岁月，几名八路军高级将领聚在一起，不约而同地谈论起一个问题：粉碎敌人的“扫荡”。
左权听了大家的议论，很兴奋，说：“彭老总要我到这里来，就是为了和大家商量这件事。彭老总有个想法，由荣臻和伯承同志再次协力，从南北两面对正太路来个大破袭，打通晋察冀和太行区的联系。”
左权这番话，引起了大家的热烈讨论。将军们提出了多种设想，要左权带回去，供彭老总参考。
破袭日军的交通线，是打破“囚笼政策”的重要环节。朱德在1940年7月7日《解放日报》上撰文分析日军情况时指出，日军吃了游击战争的亏，在军事上想了很多办法来对付八路军。敌人先是依靠铁路、河流和公路，把抗日根据地隔成许多小块。为此，敌人还新建了铁路，开凿了漳河、卫河间的运河，修筑了数不清的公路。敌人还通过挖沟和筑墙的办法来割裂和限制八路军。平原地区，敌人修筑的碉堡远的二三十里一个，近的五里一个，在铁路旁和重要城镇周围，每隔两里就有一个碉堡，步枪火力可以互相联系。因此，截断敌人的交通线，收复若干重要据点，具有重要意义。
八路军高级将领酝酿在华北进行大破袭战时，国际上发生了一系列重大事件，与中国的抗日战争息息相关的欧洲战场上，法西斯军队发动了新的进攻，接连占领了西欧4个国家。
德国法西斯军队在欧洲战场的侵略行为，刺激了日本侵略军。
法西斯军队在欧洲战场上得势以后，蒋介石一度与日本的坂垣征四郎举行长沙会谈，并且在匆忙之中达成了长沙会谈备忘录，日本政府进一步开展了对国民党的政治诱降活动。尽管后来美国的罗斯福总统表示了对国民党的支持，并希望中国拖住日本，蒋介石也意识到日本迟早要同美国进入战争状态，同美国打仗，日本决不可能像在中国那么疯狂，日本迟早要失败，但日本并没有放弃对蒋介石的政治诱降工作。
5月18日，日本陆军省、部首脑会议正是通过了《以昭和15、16年为目标的处理中国问题策略》。这个策略的要点是，在1940年底以前，进一步统一与加强政略、战略和谋略，以全力迅速迫使国民党蒋介石政权屈服。
根据这一策略，日军把侵华的重点放在对国民政府的政治诱降上。为了提高政治诱降的力度，加强对中国政府的军事压力，日军发动了武汉会战以来规模最大的枣宜作战。
冈村宁茨离开中国后，由园部和一郎任司令官的侵华日军第11集团军派出了第3、第13、第39师团和池田、石本、小川支队、平野、古东、田中大队等部队向宜昌发起进攻，其中步兵相当于编制健全的20个大队。5月23日夜晚，日军第11集团军园部和一郎司令官向日军统帅部报告了实施宜昌作战的决心，日军统帅部马上批准了该军的决心，并且从南京、上海和杭州地区抽调了一部分兵力支援宜昌作战。园部和一郎司令官在25日～29日连续下达命令，部署作战行动。
日军渡过汉水以后，第3师团于6月1日占领襄阳，第39师团于3日占领宜城。
当时，第11集团军的一些中、上级军官看到部队连续同中国军队作战，十分疲惫，希望放慢进攻速度。但是，日军大本营被德国军队的疯狂战争所吸引，也想加快侵略中国的步伐。
正是在这种思想的指导下，日军第3师团和第39师团分左右两路，于6月4日分别向当阳和荆门前进。6月10日，园部和一郎司令官向全军下达了迅速攻占宜昌的命令，命令“第3师团及第39师团消灭敌人北面集团后，在当阳一带及当阳以西地区整理阵容，准备尔后的机动”；“第13师团击败安福市（宜昌东南约30公里）一带南面集团后，向宜昌突进，并迅速围攻和占领宜昌。”
日军第13师团于6月12日16时占领宜昌以后，又派出大量飞机对重庆等重要战略目标进行轰炸，其中攻击重庆市军事设施的炸弹就有1万多枚，企图以疯狂的轰炸来屠杀中国人民，震慑中国人民的抗日行动。
日本侵略军的轰炸一度使国民党上层集团笼罩着一种失败情绪，蒋介石等人也曾经寄希望于美国的援助。但是，罗斯福总统和丘吉尔首相正忙于应付欧洲战场的严重形势，难以顾及中国战场的情况。
7月上旬，日军在华北的兵力约有27万人，华北伪军约有14万人，武汉方面兵力较少。日军为了增强第11集团军的守备，7月20日，从华北抽调了6个步兵营、1个山炮营到武汉。司令部驻在石家庄的日军独立混成第8旅团主力正在冀中“扫荡”。这样一来，正太铁路沿线的日军兵力暂时减少。
为了粉碎日本侵略军对华北抗日根据地的全面进攻，打击其“囚笼政策”，制止国民党右派的投降活动，进一步发展敌后斗争的新局面，并影响全国的抗战形势，八路军总部决定，实施酝酿成熟的破袭正太路的设想，向华北日军占领的交通线和据点发动大规模破袭战。
7月22日凌晨，一束束电波飞向天空，朱德、彭德怀、左权联名下达的关于大举击破以正太铁路为中心的《战役预备命令》传到各部队，传到延安。
延安收到这份注明“十万火急”的电报以后，立即抄送毛泽东、王稼祥、洛甫、王明、康生、陈云、邓子恢、任弼时、谭启龙和作战局。朱德已于5月26日返抵延安，这份由他和在前方的彭德怀、左权3名八路军主要指挥员联合署名的电报，也同时抄送给朱德。
8月8日，朱德、彭德怀、左权三人联名下达了《战役行动命令》。这项命令规定，总部特务团主力集结于下良西营地区，聂集团、刘邓集团、贺关集团和总部特务团，统由总部直接指挥，“限8月20号开始战斗”。
战役行动命令下达以后，八路军指战员群情激昂，纷纷进行战斗准备，对一些重要作战地域，指挥员和参谋人员亲自化装去侦察。当时担任第129师第358旅旅长的陈锡联将军回忆说：“我们这些旅干部，当时都化装去铁路沿线侦察了地形。”
日军华北方面军参谋长于10月13日向日本陆军次长报告战役情况时加注说：“独立混成第4旅团司令部所在地的阳泉，在盂兰盆会期间发现很多平日未曾见过的健壮男子前来游逛，市场上卖东西的人，有半数改换了新人。事后查明，从8月前后经常出入阳泉车站的一个男子，据说是共军某部的参谋长。”
八路军的勇士们首先在正太路向日本侵略军发起进攻，打击日本侵略者的战斗很快扩展到晋冀察全境、晋绥大部和热河南部地区；正太、平古铁路全线，安阳以北的平汉铁路，德州以北的津浦铁路等地，除山东以外的整个华北地区和主要交通线上，到处可以听到抗日军民破袭日军交通线的枪声和爆炸声。
百团大战的号角吹响了。
晋察冀军区部队破袭娘子关下正太铁路。这场总破袭战，首先在正太铁路发起。
8月8日，朱德、彭德怀、左权下达的《战役行动命令》进一步明确了战役部署和任务，其中要求：“聂集团主力约10个团破坏平定（平定县不含）东至石家庄段正太线，破坏重点应在娘子关、平定段。对北宁线、德州以北之津浦线、德石路、沧石路、沧保路，特别是对元氏以北至卢沟桥之平汉线，应同时分派足够部队宽正面的破袭之，阻击可能向正太线增援之敌，相机收复某些据点。对西、北两面之敌，以适当兵力监视之。另以有力部队向盂县南北敌据点积极活动，相机克服某些据点。”
“聂集团”是指由司令员兼政治委员聂荣臻指挥的晋察冀军区部队，这是以八路军第115师的独立团、骑兵营、师教导队等3000多官兵为骨干发展壮大起来的，在晋察冀根据地开展敌后斗争的一支抗日力量。“聂集团”的主要任务是破袭正太路东段，主要作战对象是日军独立混成第8旅团大部，独立混成第4旅团一部。这一地域，有日军坚固设防的娘子关天险，有日军的重要燃料基地井隆煤矿。这些要点，日军都进行严密守备。
聂荣臻司令员接到八路军总部的命令后，立即抽调了18个步兵团，1个骑兵团又2个骑兵营、3个炮兵连、1个工兵连、5个游击支队，分别组成左纵队、右纵队、中央纵队、钳制部队和总预备队，破袭正太路阳泉至石家庄段；同时对平汉铁路元氏至卢沟桥段等铁路段也作了相应的破袭部署。
当时，正太路沿线的日本驻军主要有独立混成第4旅团全部，该旅团司令部设在阳泉；独立混成第8旅团一部，该旅团司令部设在石家庄；独立混成第9旅团一部，该旅团司令部设在太原。日军在正太铁路沿线城镇、车站、桥梁、隧道附近筑有坚固的防御工事，在铁路两侧10～15公里地区还设有外围据点。堡垒之间用交通壕相连接，周围又设有铁丝网、障碍物，布置了严密的火网，平定到石家庄两侧，就有40多个据点。破袭战在许多地段将是攻坚战。根据这些情况，聂荣臻决定先攻占敌据点，再实施破路。
战前，聂荣臻要求参战部队抓紧时间进行攻坚和破城的针对性训练，特别要重视侦察敌情，准备爆破器材，选择好进攻道路。各项准备工作基本就绪以后，聂荣臻带着一个精干的指挥组赶到前线。
聂荣臻的指挥所设在井陉附近一个叫洪河漕的小山村里。井陉有总矿、新矿、阳并矿3个矿区，是华北地区一个储量丰富的煤矿，日军把这个煤矿视为命根，投入了相当多的人力物力。聂荣臻决心破坏这个煤矿，有意把指挥所设在井陉附近。
8月20日，夜空漆黑，雨淅淅沥沥地下着，突然，正太铁路两旁腾起了一颗颗红色信号弹。刹那间，随着一阵雷鸣般的爆炸声，各路突击部队像猛虎下山，扑向敌人的据点和车站。
八路军向正太铁路全线发起突然攻击，日军事先竟然毫无所知，各据点守军没有任何准备，一时间，全线陷入被动。战役之初，守备正太路东段的日军独立混成第4旅团司令部“根本弄不清楚各方面的情况，经过两三天以后，才逐渐判明”。
在聂荣臻指挥下，晋察冀军区的部队3路出击，3路高奏凯歌。
其中一路是突袭娘子关的右纵队由晋察冀军区第2军分区司令员郭天民、第4军分区政治委员刘道生指挥，辖有第19、第5团，主要负责击破正太铁路娘子关至乱柳段之间的交通线，重点是娘子关的日军据点。娘子关，原名苇泽关，位于山西平定县城东北45公里处，是古长城的著名关隘。相传唐太宗之妹平阳公主统领娘子军驻此设防，故称娘子关。关城两翼之长城依山势蜿蜒，是正太路上晋、冀两省交界地带的天然屏障。关城北侧桃河，水流湍急，南接山岭，逶迤相连。石太线顺山峡蜿蜒铺设。1937年10月，日军占领娘子关后，又依据险峻的山谷加修了4个大堡垒。关上有日军驻守，关下的村子里驻守着伪军。
8月20日20时，担任主攻任务的第5团指战员悄悄潜入娘子关村，很快解决了村里的伪军。胜利的喜悦鼓舞了八路军指战员的信心，他们沿着陡峭的山坡，冒着密集的火网，向娘子关上的日军堡垒仰攻。守关日军毫无准备，被八路军打得措手不及。经过3小时激战，第5团的2个连攻入娘子关，歼灭了大部分敌人，八路军的红旗插上了被日军占领3年的娘子关。
这是正太铁路中最早攻克的一个重要战略据点。在侵略军铁蹄下生活了近3年的娘子关地区的同胞，看到八路军的红旗高高地飘在关头上，兴奋得流出了泪水。
聂荣臻得知右纵队的指战员攻克娘子关，感到兴奋，但他立即拒绝了部队要求坚守娘子关的请求，命令部队在炸毁堡垒工事和东面的铁路桥后，撤离娘子关。当日军的增援部队赶到时，八路军已经撤得无影无踪。
8月23日，第5团官兵再次攻入娘子关，炸毁了娘子关东面1公里处的一座石桥，破坏了程家陇底、磨河滩之间的铁路。
第5团第1营第1连向磨河滩车站这个日军据点袭击时，却意外地遭到了日军的反击。磨河滩车站原来只有100多名日军，八路军以1个连突然袭击，有胜利的把握，谁知这天日军的800多名退役军人乘火车经过这个车站，听到枪声，也加入了战斗，这样一来，磨河滩车站的日军突然增加到近千人，战斗力发生了变化。
8月21日拂晓，一连撤出车站。破袭磨河滩车站的任务没有完成，指战员们摩拳擦掌。当天晚上，第1连官兵悄悄地渡过棉河，攻入磨河滩车站，日军听到枪声，退入营房继续抵抗。就在两军相持的时候，500多名日军乘铁甲列车前来增援，天空突然下起了大雨，棉河水上涨，人员难以徒涉，一连指战员即抢占了磨河滩车站西面的一个村庄，伺机行动。
8月22日下午，日军组织起400多人，开始对第1连进行反击。第5团首长得知这一情况后，即命令团主力对一连进行火力支援。不一会儿，反击的日军遭到了棉河北岸猛烈炮火的袭击，反击受阻。第1连指战员英勇战斗1日，歼灭50多名日军后，奉命撤出战斗。
第19团官兵在战斗发起后攻入巨城和移穰车站。8月23日晚上，第19团再次攻入移穰车站，炸毁了车站的水塔和铁路设施。
8月24日～27日，右纵队的指战员连续作战，接连炸毁了20孔石桥。日军各据点的联络被切断，遭到八路军的各个击破，正太铁路娘子关至乱柳段，交通完全断绝，日军异常恐慌。
左纵队由晋察冀军区第4军分区司令员熊伯涛指挥，辖有冀中警备第2旅、晋察冀军区特务团、平井获支队等部队，主要负责破袭微水至石家庄之间的铁路和公路。战斗打响后，各部队分头行动。
平井获支队在8月20日夜晚袭击岩峰，爆破铁路。特务团在20日夜掩护群众破坏公路后，又于22日夜攻入上安车站，歼灭了车站的日军。警备旅第2团于23日夜攻入头泉车站，破坏了日军的2个堡垒。
8月25日至27日，左纵队指战员连续出击，对平山、获鹿、微水、岩峰之间的公路进行破击，取得了满意的战果。
中央纵队由第1军分区司令员杨成武指挥，辖有第2、第3、第16团，主要负责破袭正太铁路娘子关至微水段，攻打井陉煤矿。战斗打响后，第16团第2营等部队接连攻克了地都、北峪、南峪等日军据点，歼灭了南峪的大部分日军，破坏了日军占据的两座桥梁。第2团攻占了驴岭铁桥东端的堡垒，还一度占领蔡庄日军据点。
中央纵队进攻井陉煤矿这一仗，打得非常漂亮。
日军占据井陉煤矿以后，一直把煤矿作为一个重要守备据点。为了掠夺中国的煤炭资源，日军在新矿和旧矿周围构筑了近4米高的围墙，围墙上敷设电网，围墙外还加设了铁丝网，挖了壕沟。围墙内，日军在新矿、老矿、北山等不同角落设置了22个堡垒，以便监视全矿区。战前，中央纵队按照聂荣臻司令员的指示，派遣小分队潜入矿区，同煤矿工人接上了关系。在工人们的掩护下，第3团的指战员切断了矿区电源，在暗夜中发起冲击。
第120师部队炮击敌据点。黎明时分，八路军指战员歼灭了矿区的敌警备队1部。第二天下午，第3团官兵全歼守敌百余人，解放工人2300多人，占领了主要矿井。在矿工的帮助下，八路军指战员炸毁了14台机器，10个锅炉，5座铁桥，3座风车，2座烟囱，以及电机房、火车站等矿区的一些重要设施。这次破袭，使日军损失达1亿日元，井陉煤矿半年内无法出煤。日军独立混成第8旅团参谋泉可畏翁回忆说：“所谓井径煤即炼铁用的粘结煤，当时是供给满洲鞍山炼铁厂重要的、不可缺少的原料。在井陉3矿中，最重要的是新矿，所受破坏最大，至少半年以上不能出煤。”
8月21日傍晚，日军独立混成第8旅团司令部得知八路军袭击井陉煤矿的消息后，旅团长水原义重少将亲自率领全部14个中队的日军，分2个梯队从石家庄等地星夜兼程，增援井陉煤矿。23日傍晚，当这些日军抵达井陉煤矿时，八路军已经撤离。
8月23日，驻守石家庄的部分日军向西增援。
这时候，华北地区连日下雨，河水泛滥，这给八路军的破袭作战带来了不便。晋察冀军区的部队转移兵力，继续对日军占据的铁路、桥梁、隧道进行全面破击。
在见人就杀、见房就烧的日本侵略者的残酷的“扫荡”之下，聂荣臻领导晋察冀军民坚决反“扫荡”，大家呼喊一个口号：“敌人进村我们出村，敌人出村我们进村；敌人不来时，炸桥梁，毁隧道，烧枕木，割电线；敌人来时，用草人引诱，用手榴弹炸，用石雷轰，用中国人民的聪明才智奋勇反击侵略者。”
经过20多天战斗，晋察冀军区各部队共在正太路沿线毙、伤、俘敌伪军900多人，攻克10多个据点，破坏了30多公里铁路，18座桥梁，缴获了大批枪支弹药和5门火炮，在兄弟部队的共同打击下，正太路全线一度陷于瘫痪。正太路是敌华北军事系统的纽带，正太路陷于瘫痪，日军在华北的军事系统仿佛断了脊梁，这就有力地削弱了日军的战斗力。当时，敌华北方面军向日本陆军部报告说：“正太路破坏极为严重，规模之大无法形容，敌人采用爆炸、焚烧、破坏等方法，企图对桥梁、轨道、通讯网、火车站设施等重要技术设备，予以彻底摧毁。在进行破坏时，隐蔽伪装得极为巧妙。”
2.第一阶段战役
8月8日，朱、彭、左3人联名下达的《战役行动命令》明确：“刘邓集团以主力8个团附总部炮兵团1个营，破击平定（含）至榆次段正太线，破坏重点是阳泉、张净镇，对元氏以南至安阳段平汉线德石路、邯大路、榆次至临汾段同蒲线、平遥至壶关段，白晋线、临屯公路，应同时分派足够部队宽正面的破袭之，阻敌向正太路增援，相机收复某些据点，对辽平公路应派有力部队积极活动，相机收复沿线某些据点，另以一个团之主力往于潞城襄垣间地区。”
“刘邓集团”，就是由师长刘伯承、政治委员邓小平指挥的八路军第129师。这是一支英勇善战的部队。自从第129师主力挺进冀南以后，在刘伯承师长和邓小平政委的指挥下，仅在1939年1月至3月间就作战100多次，歼灭日伪军3000多人。其中1月10日上午在威县以南的香城固地区的伏击战，就击毙敌大队长以下200多人，俘虏敌人8人，缴获火炮4门，有力地打击了日本侵略者，“刘邓集团”威名大振。
正太路西段，主要由日军独立混成第四旅团大部和独立混成第九旅团部分兵力防守。这一地段内的阳泉是日军独立混成第四旅团司令部驻地。刘伯承、邓小平接到八路军总部的命令后，要求各部队充分做好战前准备。他们提出，战前，部队要“注意休养体力，加强军事教育”，“在休养30天内，每人增加5分菜金”。
当时，第129师的前方指挥所设在和顺县石拐镇。8月18日晚上，刘伯承、邓小平召集有关指挥员在师前方指挥所召开作战会议，布置作战任务。
刘伯承师长强调，部队进行大规模破袭战役，不可避免地要强袭和攻坚日军的据点，要把困难设想得多一些，把准备工作考虑得周到一些。
邓小平政委特别告诫大家，这次行动，参战的地方武装和民兵很多，要派得力干部去组织带领，关心他们的生活和安全，调动他们的积极性。
八路军第129师师长刘伯承（中）、政委邓小平（右）、参谋长李达（左）在太行区。8月20日，刘伯承、邓小平率领师前方指挥所，进至广阳以南的明水头。
战役第一阶段，第129师所属各部队分两路行动。一路是以第129师6个团，决死第一纵队2个团，8个独立营的兵力，组成左翼破击队、右翼破击队和中央纵队，攻击正太铁路西段。另一路以2个团会同平定、辽县、榆次等地方武装一起，破击平辽公路、榆辽公路，牵制各据点的日军，保障主力部队侧后的安全。
左翼破击队由第386旅所属第16团、决死第1纵队所属第38、第25团组成，主要任务是破击正太铁路山西省内的寿阳至榆次段。
8月20日夜晚，大破袭战打响了。
左翼破击队在第386旅陈康旅长的指挥下，第16团用5个连队的兵力首先向芦家庄车站发起攻击。芦家庄车站驻有日军原田大队的一个中队，有日军40多人，伪军20多人。战斗打响后，第16团的官兵一举突入芦家庄，连续攻克了车站外围的4座日军碉堡，歼灭了碉堡内的日伪军，缴枪50多支。
第16团向榆次攻击的2个连在工兵分队的配合下，炸毁了芦家庄到段延之间的所有桥梁。第38团顺利攻占了上湖、和尚足等车站。第25团攻克了马首车站。各据点的日军遭到八路军的突然打击，仓皇向寿阳逃跑。
8月21日，天刚破晓，八路军总部就忙碌起来，彭德怀收到了刘伯承师长发来的电报，电报称：“陈康旅连破碉堡4座，全歼守敌。”这是彭德怀收到的第一份告捷电报。紧接着，聂荣臻司令员也来电告捷。
右翼破击队由新编第10旅第28团、第30团组成，主要任务是破击山西省内阳泉至寿阳段的正太铁路。战斗打响后，第28团兵分3路，向狼峪、张净、芹泉3个车站的日军据点发起攻击，8月23日，八路军指战员攻克狼峪、芹泉的日军据点。第30团的指战员向桑掌和铁炉沟据点的日军发起攻击，歼灭日军130多人，当晚占领桑掌，彻底破坏了桑掌大桥。
这天突然下起了大雨。刘伯承、邓小平命令部队抓住战机，按计划行动，努力破击交通线。
第129师总预备队第772团两次袭击平定西南的日军据点，歼灭据点内的大部分日军，占领治西。第769团把落摩寺的日军连续围困10天，据点内的日军无法突围。8月31日，八路军把该据点内的日军全部歼灭。
8月21日，刘伯承、邓小平命令担任总预备队第14团抢占狮垴山高地，狮垴山位于阳泉西南4公里处，是正太铁路西段的一处咽喉要地，占领了狮垴山高地，就可以阻止日军从侧背攻击破路部队。当天，第十四团即攻占狮垴山高地，控制了阳泉以西10多公里的铁路线，还对阳泉构成了严重威胁。
日军丢失狮垴山以后，连忙调飞机支援，企图夺回狮垴山。8月21日上午，日军集中了在阳泉的全部兵力，还把在阳泉的数百名日侨民也武装起来，强迫他们参加战斗，向狮垴山进犯。23日，日由200人增加到600多人，在近20架次飞机的支援下，向坚守狮垴山的八路军发动猛攻，日军还不惜使用化学武器。第十四团官兵英奋战，打退日军的多次进攻，歼灭日军400多人，有力地保障了破路部队侧翼的安全。为了避免不利态势下的决战，第14团官兵坚守狮垴山6昼夜后，主动撤出狮垴山主峰，以少数兵力继续钳制日军，主力执行新的破路任务。
为了扩大战果，连续打击日军，教育部队，鼓舞士气，第129师提出了一些深入指战员心灵深处的战斗号召。其中有“五不”等：不留一根铁轨，不留一根枕木，不留一个车站，不留一个碉堡，不留一座桥梁，彻底破坏路基。
经过10多个昼夜的战斗，八路军第129师的部队控制了正太铁路西段除阳泉、寿阳外的大部分据点和火车站，破坏了大量铁路路轨，炸毁了一些桥梁和隧道。正太铁路线上，许多地段被八路军指战员夷为平地，被日军看做“钢铁封锁线”的正太铁路成了一条瘫痪的死路。
8月23日，朱德、彭德怀、左权和八路军政治部主任罗瑞卿、副主任陆定一联名致电聂荣臻、贺龙、关向应、刘伯承、邓小平，嘉奖部队官兵，要求猛烈扩大战果。
八路军首长的嘉奖鼓舞了前线指战员的士气和信心，破袭正太铁路的战斗打得更激烈了。刘伯承反复告诫部队指战员：“对正太路破坏得越彻底，我们就越主动。”刘伯承要求各破路纵队的负责人必须亲自察看重要设施的破坏情况，破坏不够彻底的，要组织力量彻底破坏。
根据8月8日的《战役行动命令》，“贺关集团应破袭平遥以北同蒲线，及破坏同蒲线及汾离公路。（部署）应以重兵置于阳曲南北，阻敌向正太线增援。该集团原拟一个团在阳曲以南配合作战，兵力较小，应加强之。如汾河可能徒涉时，该集团阳曲以南配合作战部队，应力求以约2个团之兵力进至榆次南北地区，直接加入刘邓集团作战，并归刘邓直接指挥之，对晋西北鹿地内各个敌之据点与交通点，应分派部队积极破袭，相机收复若干据点。”
“贺关集团”，即八路军第120师暨晋西北军区司令员贺龙、政治委员关向应指挥的部队。八路军第120师主力根据八路军总部的命令，挺进冀中，在贺龙、关向应的指挥下，积极开展敌后游击战争，牵制敌人。1939年2月2日清晨，当200多名日伪军向肃宁方向进犯时，八路军指战员突然向敌人发起攻击，歼灭敌人150多人。两天以后，当近1000名敌人从河间西犯时，八路军指战员依托村落进行抗击，毙伤敌人300多人，粉碎了敌人的围攻。3月初，当200多步骑兵向黑马张庄进犯时，预先设伏的八路军勇士们突然发起攻击，把这些敌人歼灭，威震冀中。
大破袭战开始后，贺龙、关向应集中20个团的兵力，精心指挥，严格要求，组织部队对同蒲铁路北段和铁路以西的日伪军据点和一些主要公路进行破袭。
8月21日零时30分，第358旅第4团第2营向静乐县的康家会日军据点发起攻击。康家会位于忻静公路上，驻有日伪军50多人。康家会东北的石神，有30多名日伪军，康家会西南的静乐，有100多名日伪军。为了拔除忻静公路上这个最大的日军据点，第358旅精心筹划，以第4团1个营的兵力进攻康家会；以2个营的兵力预先埋伏在康家会以东的炭窑沟、青龙庄之间地域，一旦驻于石神的30多名日伪军前来增援，即有足够的兵力将其歼灭；另以第716团埋伏在康家会以西的砚湾，以对付静乐方向的日军。
战斗发起后，康家会据点的日伪军自知势单力薄，急忙向石神和静乐等据点的日伪军求援。当静乐方向的40多名日军乘2辆汽车前来增援时，被第716团的官兵在途中阻击，将其全部歼灭。石神据点的日伪军增援康家会时，也在途中遭到阻击，未能接近康家会就被八路军歼灭了。康家会据点的日伪军孤立无援，失去战斗信心。8月21日拂晓，该敌被第4团第2营的官兵全部歼灭了。
康家会战斗结束后，第358旅又以第4、第716团各一部向丰润据点的日伪军发起袭击，乘胜扩大战果。8月25日凌晨，八路军指战员顺利攻占了丰润山上的日伪军碉堡，取得了又一个胜利。战斗结束后，八路军指战员发现丰润山下大庙内聚集了不少日军，正当他们准备组织火力对日军袭击时，日军的增援部队赶到了，第4、第716团的指战员即撤出战斗。
8月23日，第716团的官兵两次袭击寨子村。第2团官兵在当地群众的配合下，破袭公路，伏击离开据点的日伪军，袭击石门鄢、寺圪塔等日伪军据点，取得了可喜的战果。
大破袭战开始以后，在晋西北战场上，八路军第120师的官兵连续作战180多次，歼灭日伪军800多人，攻克了阳方口、康家会、丰润村等日伪军据点，一度切断了同蒲铁路北段的日军交通线，牵制了同蒲铁路附近的大量日军，与在正太路作战的晋察冀军区和第129师互相配合，东西呼应，提高了作战效果。
正太铁路沿线的日军到处遭到八路军的打击后，接连数日陷入混乱状态。但是，当日军基本查明战场情况以后，即紧急调动兵力进行反扑。
8月25日，日军独立混成第4、第9旅团与部署在白晋铁路、同蒲铁路南段的第36、第37、第41师团的部分兵力的配合下，向第129师反扑。独立混成第8旅团在与冀中、冀南抽调来的约5000日军的配合下，向晋察冀军区的部队反扑。八路军担任破袭战的各部队在继续破袭日军交通线的同时，抽出兵力对付日军的反扑。
八路军总部考虑到破袭正太路的第一步战役目标基本实现，于8月26日下达了第二步行动方案，要求各部队乘胜在正太路两侧开展战斗，力求收复深入我各个根据地内的某些据点，继续坚持正太路的游击战。
八路军副参谋长左权。8月27日和29日，八路军总部再次强调，在继续执行破路任务的同时，要集中优势兵力歼灭日军。当日军离开据点出犯，当日军以1个营以下的兵力外出增援时，要集中兵力坚决将其歼灭。
8月31日，八路军副总司令彭德怀发出继续扩大战果的建议电，建议把晋察冀、晋西北、晋冀豫抗日根据地连成一片。
但是，日军利用现代化的交通工具迅速调整兵力，陆续增援正太铁路沿线各日军据点，向八路军破袭部队进行疯狂反扑。9月初，日军在正太路东西两端集聚了2万多官兵，企图从东西两面对八路军进行夹击。日军驻太原的空军连续出动，一面猛烈轰炸八路军阵地，一面多方设法联络日军的地面部队，协调地面作战。
在这种情况下，彭德怀和左权看到，“扩大战果已不可能”。9月2日，八路军总部命令，从9月3日起结束正太战役，各部队根据8月26日命令明确的行动方针转移兵力，准备实行第二步作战计划。八路军总部把握时机，使部队在敌情变化的情况下仍在全局上掌握了主动。
八路军在转移兵力过程中，又打了一系列胜仗。
9月2日，日军集中第36、第37师团和独立混成第4、第9旅团各一部兵力，共8000多人，向正太铁路南侧的安丰、马坊地域的八路军进攻。当时，第一二九师师指挥所离日军来袭方向不远，刘伯承师长冷静地分析了敌情，迅速集中4个团的兵力抗击日军。这4个团的指战员不负众望，英勇地阻击日军，毙伤日军200多人，掩护师领导机关安全转移。
9月5日，日军第36师团永野大队600多名鬼子从太谷出发，向榆次北面的双峰镇进犯。
刘伯承得知这一情报以后，命令第772、第25团从北向南进击，第16、第38团由南向北进击，两路夹击这股日军。9月6日，第129师第386旅2个团，决死第1纵队2个团，把驻榆次西北双峰地区的日军1个营包围起来，经过激烈的战斗，7日拂晓，歼灭永野大队长以下日军400多人。
为了策应第129师的行动，晋察冀军区集中4个团的兵力，主动向正太铁路北侧盂县地区的日军出击。第二军分区所属第19团于9月5日晚赶到上社附近地域，与第二军分区特务营配合作战，截断了从下社和上社据点出逃的日军的道路。6日早晨，在兴道村把这股日军包围起来。日军负隅顽抗，经过近5个小时的激烈战斗，大部分日军被歼灭，只有80多名日军逃到罗里掌山。
谁知，八路军第19、第5、第16团的部分指战员早已在罗里掌山设下了包围圈，这80多名日军逃出一个包围圈，又陷入另一个包围圈。
9月9日夜晚，雾越来越浓。八路军指战员向被围日军发起攻击，歼灭日军40多人。在大雾中，少数日军突出包围圈，逃进盂县据点。
9月10日，八路军总部命令各部队结束第一阶段作战，部队进行休整，准备再战。
百团大战胜利的消息传到延安，毛泽东立即给彭德怀回电：“百团大战真是令人兴奋，像这样的战斗是否还可组织一两次”。
百团大战第一阶段，八路军部署周密，准备充分，行动突然，各部队猛烈破击日军占领的交通命脉，取得了重大胜利。正太铁路井陉至寿阳之间的所有桥梁、隧道都被炸毁，拆除了路轨、枕木，破坏了通讯设备。沦陷区的人民群众看到八路军成功地破袭日军的交通线，非常振奋，自发地组织起来，支援八路军作战。日军一名参谋在日记中写道：“正太路沿线各小据点，大半已被消灭。可以望见沿线制高点八路军瞭望哨。多处枕木被烧毁，铁轨被拆除，铁路、桥梁大部遭到破坏或损坏。沿途村庄，居民或逃走，或被八路军带走，房屋皆空。”
刘伯承师长9月20日在榆次以南的宋家庄第129师前方指挥所作《百团大战第一阶段战役总结》时，指出了这次战役的六大意义，即：提高了全国军民的抗战信心；振奋了敌占区民众，推动了瓦解敌伪军的工作；团结了友军，取得了威信；打击了敌人的南进计划；在国际上产生了积极的影响；锻炼了军民，积累了作战经验。
3.巧夺据点
9月16日，朱德总司令、彭德怀副总司令、左权参谋长联名下达了战役第二阶段作战命令。这项命令提出，第二阶段作战，基本目的是扩大战果，基本方针是继续破坏日军的交通线，摧毁深入抗日根据地内的日伪军据点。作战部署和主要任务是：
第120师“以截断同蒲北段交通之目的”，主要是集结主力破击宁武至轩岗段同蒲路。
“晋察冀军区以开展边区西北方面工作之目的”，主要是集结主力破袭涞灵公路，夺取沫源、灵丘两座县城，并以有力一部在同蒲路东侧配合第120师作战。
第129师“以收复榆次辽县之目的，开展榆辽地区斗争”，以重点破击榆次、辽县（今左权）公路，并以有力一部破击白晋铁路北段。
冀中、冀南的部队，要“打击日寇修筑沧石路、石德路、邯清路”，集中力量破坏各路段及前线路基。挺进军应以有力部队在平汉路北段、平绥路以及北平城郊积极活动。
八路军总部要求，“第二阶段之作战统于本月20日开始战斗。”
根据八路军总部的部署，战役第二阶段主要进行了涞灵战役、榆辽战役、破击同蒲路作战。那一段时间，华北战场的战斗日夜不息，日本侵略军的经济网、封锁网和交通线受到全面打击，日伪军占有的煤矿、电厂、铁路、桥梁、公路、车辆和电讯都遭到破坏，许多车辆被击毁，军事设施接连发生爆炸。
涞灵战役，主要是攻打河北省的涞源与山西省的灵丘两城为主的一系列战斗。
涞源、灵丘及其附近地区，驻有日军独立混成第2旅团和日军第26师团。独立混成第2旅团司令部驻在张家口，步兵第4大队驻在浑源地区，步兵第3大队驻在蔚县、溥鹿地区，步兵第2大队驻在怀涞、延庆地区。日军第26师团是三单位制的乙种师团，师团司令部驻在大同，第2大队驻在灵丘地区，第1大队驻在涞源地区，第3大队驻在应县地区。这两部分日军共约1500人。另有伪军1000多人。
晋察冀军区根据八路军总部的命令，集中8个团、3个游击大队、2个独立营，组成左翼队、右翼队和预备队。其兵力组成和任务区分是：
右翼队由第1、第2、第3、第20、第25团，游击第1、第3支队，第1军分区特务营，军区骑兵第1团1个营等部队组成，总兵力约1.5万人，由杨成武将军指挥，重点攻击涞源县城及其附近的日伪军据点，打敌增援，同时要协助左翼队相机夺取灵丘。
左翼队由第6、第26团，察绥游击支队组成，总兵力约5000人，战役初期的主要任务是阻敌增援，尔后同右翼队配合，夺取灵丘及其附近的日伪军据点。
总预备队由一个步兵团担任。
此外，对冀晋察挺进军、第2军分区第4团、冀中军区等部队，都明确了相应的任务。
9月22日22时，两颗红色信号弹腾空而起，攻城战斗开始了。
右翼队向据守涞源城及其周围据点的日伪军发起攻击。战斗越来越激烈，天明时分，八路军已经夺占了涞源城的东关、西关和南关以及2个外围据点，日军被迫退入城内。八路军指战员原想一鼓作气攻下涞源城，再歼灭外围的日伪军据点，但是，这个目的未能如愿实现。
涞源县城面积小，方圆不到2公里，但城墙位于高坡之上，是用巨大的条石建造的，高而坚固，城关地势低洼。多年来，日伪军不断加固城墙，全城就像一座大碉堡，攻城等于是破碉堡。晋察冀军区的攻城部队虽然在兵力上占有绝对优势，但是由于部队缺乏攻城的有效器材，加之日军顽强抵抗，部队激战一昼夜，未能将城攻克。9月23日，晋察冀军区首长决定，先拔除涞源外围的日伪军据点，再攻克涞源。
第一个要拔除的外围据点是三甲村。三甲村位于涞源城东10公里，是涞源至易县公路上日军的一个重要据点。9月23日夜晚，第2团指战员在第1团1个营以及炮兵的配合下，向三甲村发起猛烈攻击，歼灭了三甲村据点的日伪军。
另一个要拔除的外围据点是东团堡。东团堡距涞源城25公里，是涞源东北日伪军的一个重要据点。东团堡筑有环形防御工事，有日军第2混成旅的1个教导队共130多人防守，这些日军全部是从各部队挑选来的士官，经过严格训练，武器精良，战斗力比较强。据点内的翻译官金井，是朝鲜人，他在我地下工作者的多次劝说下，对抗日斗争曾表示同情。晋察冀军区第3团的指战员向东团堡据点发起攻击以后，日军不仅以猛烈的火力还击，还不断施放毒剂，给攻城的八路军带来严重威胁。八路军指战员发挥勇敢战斗的精神，组织力量，加强战斗动员，连续攻击东团堡守敌。
9月24日，战斗更加激烈。傍晚，八路军攻下了东团堡周围的全部堡垒，日军被迫退到村中，凭借数间房屋继续抵抗。
9月25日，东团堡的日军自知难以固守，即把库存的武器、弹药、粮食等作战物资全部烧毁，准备突围。就在这时，八路军指战员抓住日军无心防守的心理弱点，发起猛烈攻击，将日军大部分歼灭。少数日军看到无法突围，竟然向自己点燃的熊熊烈火中奔去，以自焚结束了侵略者的一生。
东团堡歼灭战，打击了日军的锐气，振奋了八路军的雄风。
至9月26日，右翼队的其他部队相继攻克了桃花堡、吉家庄、白石口、王喜洞、张家峪等13处日伪军据点，集中力量攻克涞源的时机成熟了。
9月27日，右翼队集中兵力猛攻插箭楼。插箭楼位于涞源城南15公里处，有日军1个中队守卫。攻击发起后，八路军指战员很快摧毁了多处碉堡，击毙了大部分日伪军。右翼队拔除了涞源外围的几个重要据点，准备再攻涞源的时候，敌情发生了重大变化。
驻守涞源的日军遭到晋察冀军区的部队攻击以后，立即向驻在张家口的日军求援。9月23日，3000多日军搭乘汽车，在20辆坦克、4架飞机的掩护下，从张家口方向出发，南下增援。24日，日军独立第2混成旅团旅团长人见与一中将率领部队从蔚县出发，南下增援。由于道路被抗日军民破坏，沿途又不断遭到抗日武装的袭扰，日军行动迟缓。蔚县至涞源的80公里路程，日军车队艰难地行使了5天，平均每天只行进16公里。在战争中，人民群众一旦动员起来，日军就寸步难行，人民战争的威力是无穷的。
28日中午，3000多日军才进抵涞源县城。
右翼队根据日军兵力的这一重大变化，遂不再硬攻涞源，转移兵力、部队向灵丘、浑源方向运动，协同左翼队攻占了南坡头、抢风岭、青磁窑等日军据点。10月1日，八路军已攻克的一些据点，又被日军占领。
10月2日，军区首长命令右翼队主力在涞源以东和东南地区集结，临时休整；命令第1、第3团配合左翼队发动灵丘战役。第一、第三团灵丘籍士兵较多，配合左翼队作战更为得力。7日，左翼队向灵丘至浑源之间公路上的各个据点同时发动攻击，破坏了日伪军的军事设施和公路，歼灭守敌2个步兵大队。
10月8日，晋察冀军区第一团第一营趁南坡头据点的日军主力外出袭击八路军之际，悄悄地向南坡头发起攻击，攻克南坡头，歼灭了据点内的日伪军。
在激烈紧张的战斗中，晋察冀军区突然发现一个重要情况。9月22日，《抗敌报》第35期发表了一篇社论，无意之中泄露了百团大战第二阶段的作战企图。在敌对双方激烈的搏杀中，泄露作战企图将造成非常严重的后果。从战场态势看，日军纠集了1300多官兵，从灵丘方向和浑源、广灵方向南下，企图向抗日军民反扑。10月9日，驻大同的1000多名日军南下，增援灵丘。军区首长判断，日军可能趁八路军攻打涞源、灵丘之际，对抗日根据地进行新的“扫荡”。在这种情况下，晋察冀军区必须根据敌情的变化，调整作战部署。
10月10日，晋察冀军区决定结束涞灵战役，部队进行适当休整，做好反“扫荡”的各项准备工作。
涞灵战役，晋察冀军区的部队虽然未能收复涞源县城，却有力地打击了日军的有生力量，先后攻克日伪军据点16处，摧毁碉堡114座，歼灭日伪军1600多人。日军独立混成第二旅团步兵第4大队所属1000多人，被晋察冀军民歼灭约700人。
涞灵战役期间，冀中军区集中10个营、共约8500人的兵力，发起任河大肃战役。
晋中军区司令员吕正操将军回忆说：“在整个战役过程中，敌人曾不断对我活动于中心地区的二十三团进行合击，但我内线外线部队密切配合，使敌人顾此失彼，完全陷于被动。”在近20天的时间里，冀中军区的部队英勇作战112次，连续攻克东固贤、良村、西刘庄等29个日伪军据点，以伤亡573人的代价，歼灭日伪军1456人，其中毙伤日军805人、伪军322人，俘虏日军3人、伪军326人，缴获迫击炮1门、轻重机枪6挺，破毁铁路5公里、公路159公里。任河大肃战役，有力地钳制了日伪军的兵力，巧妙地配合了涞源地区的作战。
榆辽战役，是在山西省的榆次和辽县之间地域进行的一系列战斗。从山西阳泉南下，经过平定、和顺、辽县到达榆次的这条公路，是日军突入太行山根据地最长的一条公路，其中榆次到辽县之间地段，全长45公里，日军在沿线设置了8个据点。守卫榆辽公路的日军主要是独立团混成第4旅团第13大队，约1000多人，分驻于榆次和辽县之间公路地域。在和顺、昔阳至榆次之间的地域，驻有2个大队，这些兵力与榆辽公路的日伪军相互呼应。
八路军第129师首长根据战役意图，把参战部队组成左翼队和右翼队。左翼队由第386团和决死第1纵队各2个团组成，主要任务是攻占榆次、沿壁、王景等据点。右翼队由第358旅附第32团组成，主要任务是攻取管头、小岭底等日伪军据点，以部分兵力守卫辽县以西的狼牙山，阻击日军向西增援。此外还以新编第10旅组成平辽支队，主要任务是破袭平辽公路；以太岳军区第17、第57团组成沁北支队，主要任务是破击白晋路沁县至分水岭地段。
在变幻莫测的战争中，军事家常常采用声东击西的方法，达成战斗的突然性。八路军第129师在榆辽战役之初，为了迷惑日军，刘伯承、邓小平运筹帷幄，9月20日，即以部分兵力突然袭击长治机场，击毁日机3架，击伤日机1架，破坏了部分机场设施。正当日军把注意力放在防护长治机场上时，另一场更大规模的战斗又悄悄地开始了。这就是刘伯承、邓小平指导战争的高明之处。
9月22日，刘伯承、邓小平在宋家庄师指挥所下达了进行榆辽战役的命令，决定以突然袭击的手段摧毁榆辽公路上的日军据点，进攻辽县，相机收复辽县。这份命令特别指出：“如某些据点之敌较久顽抗时，则以各种必要手段，如强袭、坑道作业等，力求克复之。”
9月23日夜晚，榆辽公路上袭击日军各个据点的战斗一齐打响了。右翼队顺利攻占榆辽公路上的小岭底、蒲上等日军据点。左翼队一部攻克沿壁、王景等日军据点，主力向驻守榆次的400多名日军发起攻击。
9月24日，左翼队经过一夜激战，攻占了榆次城的大部分地区，残敌退向榆次中学，这是日军设在榆次的一处核心阵地。日军凭借坚固工事，依仗有飞机掩护，负隅顽抗，不时地施放毒气。八路军攻城部队连续发起3次强攻，都没有把榆次城攻破。指战员们遵照刘伯承的指示，仔细分析敌情后，决定改进方法，采用紧迫作战。这时候，部队一面继续对残敌进行攻击，一面组织人员挖坑道，并把坑道逐渐挖到日军的核心阵地。
9月25日下午4时，一段隐蔽的坑道终于挖到了日军的碉堡底下。随着一声惊天动地的爆炸声，日军主碉堡西南面的外围工事被炸毁了。早已等候在工事旁的突击队员冒着烟雾，迅速冲向日军主碉堡，一架架云梯很快架到12米高的碉堡上，手榴弹雨点般地落在碉堡里。碉堡内的日军正被巨大的爆炸声惊得失魂落魄，哪里想得到八路军的攻击来得这样突然。
经过一番艰苦的战斗，八路军攻占榆次县城，歼灭日军中队长以下400多人，缴获各种火炮12门，轻重机枪17挺，步枪200多支。
9月27日拂晓，右翼队向辽县以西的石匣发起攻击，激烈的战斗一直进行到天黑，八路军指战员占领了石匣。
9月28日，左翼队和右翼队调整部署，准备协同新编第10旅进攻辽县。这时候，驻在和顺、武乡的日军同时出动，援助辽县。由于敌情变化，八路军总部命令部队停止进攻辽县，以一部兵力牵制南下之敌，其余兵力转移，准备在红崖头、官地垴地区伏击日军。第129师根据八路军总部的命令，即组织部队转移，并于29日24时将管头的日军据点攻克。
9月30日，天气晴朗，上午9时，左翼队第386旅的部队进至红崖头以南的山地，右翼队第385旅2个团的官兵正向伏击地域开进时，从武乡出动的600多名日军意外地进入预定伏击地区，日军的先头部队正好与右翼队的官兵在途中遭遇。两军相遇勇者胜。八路军有勇敢战斗的优良作风。第385旅的指战员途中遭遇日军，很快占领有利地形，同日军激战。左翼队第386旅迅速向日军的后尾和侧翼发起攻击。
日军指挥部得知增援部队在途中遭遇八路军，陷入西面包围之中，立即调了8架飞机来掩护。被围日军看到空中转来转去的飞机，即命令部队抢占周围高地，负隅顽抗。八路军指战员向被围日军连续发起10多次攻击，激烈的战斗进行了数十小时，歼灭了数百名日军，其余日军依托已经占领的有利地形，继续顽抗。
正当两军在临时阵地上处于对峙状态时，日军的增援部队赶到了。原来，从和顺、辽县西援的500多名日军一路急行军，向狼牙山的阻击阵地发起猛烈进攻。担任阻击任务的第32团官兵利用有利地形，坚决抗击。这路日军见从正面难以突破，就以主力迂回到狼牙山主阵地的侧后，这对担任阻击的八路军构成了严重威胁。9月31日上午10时，日军突破了狼牙山的阻击阵地，向左翼队指挥所附近逼近。
八路军总部看到，辽县、武乡的日军已经会合，从阳泉南援的1000多名日军已经抵达辽县以北地区，战场情况发生重大变化，决定结束榆辽战役。部队撤出战斗后，榆次又被日军占领了。
10月5日，刘伯承通知第32团团长宗书阁、政委李震、副团长周明国到师部汇报狼牙山阻击战情况，3人心情沉重，以为肯定要受到刘伯承的批评。谁知刘伯承热情地说，请你们来，主要是总结作战经验。中午，刘伯承在饭桌上又嘱咐他们说：“你们回去告诉大家，部队打得很好，要多鼓励，不要轻易批评。干部间要讲团结，共同总结经验教训，不要互相埋怨。你们都还年轻，不要因为一仗没有打好就背包袱，来日方长，努力学习军事知识，钻研战略战术，这对团以上的指挥员来说尤为重要。”刘伯承一番话，语重心长，既是总结，又有要求，说到了3名指挥员的心坎里，是对打赢下一场战斗的深刻动员。
10月14日，日军的一支运输部队在和顺至辽县之间的公路上行进。八路军得知这一情报后，事先在弓家沟设伏。当日军的运输队经过八路军伏击区时，遭到猛烈打击，40多辆汽车被击毁。
榆辽战役，日军独立混成第4旅团遭到八路军第129师指战员的歼灭性打击，先后被歼灭近1000人，仅100多人得以幸存。榆次城内日军储备够用一年的粮袜食武器和弹药，全部被八路军缴获。
贺龙接到八路军总部的电报以后，考虑到晋西北的日军正被我军打得晕头转向，应抓住战机继续给予打击，部队行动不一定要待到9月20日。为此，贺龙向彭德怀请示，第120师可否提前于9月15日开始行动。
彭德怀看了贺龙的电报以后，表示完全同意第120师在9月15日破击忻宁段同蒲铁路的计划。此前，彭德怀给贺龙的复电中曾指出：“连日，增援正太路之敌正在该路以南与刘邓集团作战，该路以北聂集团连日收复会里村、上下村、兴道等据点，正围攻盂县中，你们乘此机会破击极好（如能提早几天更好）。”
为了配合涞灵、榆辽地区的作战，第120师首长决定，组织部队再次破袭同蒲路北段，要求第358旅破击原平至宁武地段，独一旅破击忻县至原平地段，特务团掩护后方联络。战斗中，前线各部队统由第358旅指挥。
9月14日，第358旅从娄烦以西地区出发，向马家沟集结。百团大战开始以来，同蒲铁路遭到八路军袭击后，日军已经在铁路两侧的一些重要据点集结兵力，设置多种障碍。这次破路，八路军必须先扫清前进道路上日伪军设置的障碍。
9月18日午夜，第358旅所辖第7、第8团、特务营官兵开始袭击头马营。旅首长考虑到日军可能增援，即以特务营向头马营据点发起攻击，以第7、第8团在日军可能增援的地域设伏。战斗发起后，宁化堡40多名日军果然在19日黎明时向头马营增援，行至山寨村时，被八路军第7、第8团包围，将其全部歼灭。一场战斗，战前谋划周到，胜利就来得更快。
9月16日夜晚，独立第一旅东渡汾河。18日，将刚进入上庄据点的400多名日军包围，13时发起攻击，激战至19日凌晨，旅主力撤出战斗，执行新的破袭任务。这次战斗，独一旅毙伤日军约200人，自己伤亡105人。
9月22日夜，第358旅第4团与师特务团一起，在同蒲铁路段家岭、轩岗之间进行破袭。
第2团袭击奇村日伪军据点。9月25日，第715团破坏了大牛店、轩岗之间的铁路。
第120师官兵经过连续多天的破袭战，有力地打击了日寇，同蒲铁路的交通再次中断，使日军蒙受重大损失。
1940年10月15日，日军华北方面军向日本陆军省报告战况时，不得不承认，“石太线被破坏之广泛及其规模之大，远非其他地方可比。”
华北方面军在当时的《作战记录》中记载：“盘踞华北一带的共军，根据十八集团军总司令朱德的部署，发动了所谓百团大战，于昭和15年8月20日夜同时奇袭我交通线及生产基地（主要是矿山）。尤其在山西，其势甚猛。袭击石太路及同蒲路北段警备队的同时，并炸毁和破坏铁路、桥梁及通讯设施，使井陉煤矿等的设备，遭到彻底破坏。此次袭击，完全出乎我军意料之外，损失甚大，恢复建设需要相当长的时间与大量资金。”
百团大战第二阶段，攻坚战多了，破袭战比第一阶段少了。涞灵、榆辽战役，给日军以重大打击。由于攻坚作战，参战部队的伤亡增加了。由于战争全局尚未发展到坚守重要城镇的阶段，八路军攻涞源未克，及时转移兵力进行破袭战；随着敌情变化，放弃一些已经被我攻克的日军据点，转而在运动中寻求战机，在游击中歼灭日伪军，这不仅使自己始终处于主动地位，使日军始终处于被动挨打的境地，更重要的是在抗日战争的实践中创新了战役战法，丰富了战争艺术的宝库。
1940年10月2日，彭德怀、左权、罗瑞卿、陆定一致电“各兵团并报军委总政”，肯定了战役成果。电文指出：“百团大战一二阶段取得了伟大胜利，开辟了华北大规模进攻的新纪录，证明了敌人的交通线与据点不是牢不可破的，大大地削弱、沮丧与疲劳了敌人，兴奋了全国，提高了我党我军地位，打击了投降派，巩固与开拓了根据地，锻炼了党政军民，提高了部队战斗力，保证了秋收秋耕，缴获了许多军需资材，对于百团大战的胜利任何估计上的悲观失望都是极端错误的。”
电文同时提出，“目前敌寇正集中力量进攻安南、云南、重庆，这正是开展华北战局的良机。我们的任务是再接再厉，扩大胜利，只有这样才能大量吸引敌人，真正做到破坏其进攻昆明、重庆、西安的战略计划，争取时局的好转。只有这样才能真正缩小敌占区，巩固抗日根据地”。
4.反“扫荡”斗争
华北地区的日军遭到八路军近两个月的连续打击以后，深深感到八路军对其华北驻军的威胁。为了稳定华北的局势，维护其在华北的利益，从10月上旬开始陆续调集重兵，对华北各抗日根据地进行残酷的“扫荡”。
日军所到之处，大肆烧杀、奸淫掳掠，残暴之极。
在这种形势下，发扬连续作战的精神，坚决反“扫荡”，成为八路军的主要任务。百团大战发展到第三阶段，在作战样式上由破袭战演变为反“扫荡”。
1940年10月19日24时，朱德、彭德怀、左权联名下达了第三阶段的作战命令。命令指出：“百团大战后敌抽集兵力向我大肆‘扫荡’”，“各部应注意速做反‘扫荡’的准备”。八路军首长提出的准备工作主要有以下4项：
1.敌人对我采取空前毁灭政策；我党政军民密切配合，深入战争动员，领导空室清野。
2.军队应集结适当位置，休整准备坚决歼敌一至二路，广泛开展游击战争，打击敌人，分散部队。
3.为了保持长期不断战争，注意兵员补充。
4.各部队应有粉碎敌人扫荡而配合作战，互相策应，共收战争胜利之功。
根据八路军总部的部署，华北抗日根据地展开了一场悲壮激烈的反“扫荡”战斗。抗日军民打击日本侵略军的号角又吹响了。
太行根据地是中共中央北方局、八路军总部所在地，也是日军重点“扫荡”的一个地区。
10月6日，驻于冀西武安的800多名日伪军，开始对阳邑一带进行“扫荡”。“扫荡”是一种及其野蛮、残酷的侵略行为。日军的战斗编队中，就有烧毁各种设施的放火队；有搜索、挖掘埋藏物资的搜索队；有负责搜山、清乡，捉获群众的捕捉队。日本侵略军在大“扫荡”中，妄图以野蛮的“三光”政策摧毁抗日根据地。
10月11日，日军调集了3000多人，分两路对太行根据地的榆次、辽县、武乡、黎城之间地区进行大规模“扫荡”。其中，日军独立混成第4旅团一部兵力，从武乡出发，第36师团一部兵力，从潞城、襄垣出发，南北策应，“扫荡”抗日根据地。日本鬼子每到一地，就对根据地的兵工厂、被服厂、医院、学校、房屋、粮食、耕畜、生产工具乃至水井、水源等，全部进行彻底破坏，对于被捕的女性则强奸、轮奸，直到践踏致死；对于被捕的男性，或则充当苦役，或则全部杀死。
八路军指战员内外线配合，坚决打击日军。第129师第385、第386旅，决死第一纵队等部队在内线阻击，新编第10旅在外线作战，互相策应。10月15日上午，新编第10旅2个团抓住战机，在和辽公路弓家沟地段设伏，突然袭击日军汽车队，击毁日军汽车40多辆，歼灭押车日军400多人。日军遭到这次歼灭性打击后，半个月都不敢在和辽公路上进行运输了。
10月14日，八路军总部从王家峪村转移到砖壁村，砖壁村的地形比较隐蔽。紧张的反“扫荡”开始后，彭德怀率领八路军总部指挥机关，转驻黎城县栓马、宋家庄一带。
10月20日，日军第36师团、独立混成第4旅团近万人，分别从武安、辽县、武乡、潞城等地出发，开始更大规模的“扫荡”。这次“扫荡”，日军的意图很明显，矛头直指中共中央北方局、八路军总部机关、第129师师部、晋察冀边区党政机关所在地。这时候，根据地军民刚刚打退一次“扫荡”，没有预料到日军的第二次“扫荡”来得这么突然，兵力又这么多，主力部队还没有来得及转移到外线，一时处于被动地位。日军进入合击区的数日里，到处进行疯狂的“清剿”、烧、杀、抢，残暴至极。
“扫荡”这种残酷的暴行，在千百年的人类战争史上是罕见的。在冀晋边界，日军为了搜索抗日军民的物资，在可疑的地方掘地3尺，洗劫之后，还实行严密封锁。更为凶残的是，在北迄五台山南台脚下的石咀，经门限石、耿镇、高洪口、东峪口、柏兰至下社、上社等地，南北长50余公里，东西宽30余公里的区域，血腥制造了一个无人区，在这一区域内，村庄焚尽，水源破坏，资财掠空，树木砍光，人民群众不是被抓走，就遭到屠戮，尸骨横野，遍地殷墟。
为了摆脱被动局面，八路军总部和第129师首长决心寻求战机，坚决歼灭一路日军，震慑其余日军。抗日战争，广泛发动人民群众，大量歼灭日军有生力量，是根据地军民反“扫荡”的一项最有效的手段。第129师关家垴战斗，给“扫荡”的日军以歼灭性打击。
10月下旬，日军第36师团所属岗崎大队500多名官兵，向八路军总部附近的水腰兵工厂附近进犯。彭德怀当时正在黎城指挥部，得知这一情报后，非常恼火，命令部队密切监视这路日军的动向。水腰兵工厂位于太行山脊黎城县的黄烟洞谷中。黄烟洞四面都是险峰，只有南面有一条天然的裂缝，人们进出都要通过这条裂缝。八路军在敌后作战，武器弹药的补充十分困难。1939年，朱德、彭德怀、左权等八路军领导人亲自察看地形，决定在黄烟洞谷中建造一个兵工厂。于是，八路军指战员精心设计，把总部的军械所搬迁到黄烟洞谷中，经过艰苦创业，终于发展成为一个月产400多支步枪和大量弹药的兵工厂，用来解决八路军频繁作战的需要。现在，彭德怀得知花费许多心血建设起来的兵工厂受到日军的袭扰，怒上心头。
10月26日，岗崎大队500多名日军遭到根据地军民的袭击后，从黄烟洞向左会、刘家咀等地进犯。彭德怀命令第129师集中主力，坚决歼灭该敌。
10月29日，日军进到武乡县蟠龙镇以东的关家垴高地宿营，准备返回武乡。第129师首长抓住战机，以第385、第386旅，新编第10旅主力，决死第一纵队2个团，迅速出击。指战员们早已摩拳擦掌，听到刘伯承师长和邓小平政委的一声号令，像猛虎下山，在关家垴高地把日军包围起来。当晚，八路军总部发出命令，要求坚决歼灭该敌。八路军指战员连夜进行总攻前准备，决定于30日凌晨发起攻击。
关家垴高地三面都是断崖，通向顶部的坡路很窄，是唯一的进攻道路。坡上那个小村子里，原来住着10多户人家，日军开始“扫荡”后，这些人家早就搬走了。日军遭到八路军的围困以后，为了摆脱被歼灭的命运，半夜里突然以一个中队的兵力袭击关家垴西南面的风恼顶高地，占据风恼顶高地。关家垴和风恼顶两个制高点，互为犄角，日军占据这两个制高点后，立即构筑工事，固守顽抗。
战斗发起前，第386旅旅长兼太岳军区司令员陈赓对彭德怀说：“彭老总，现在拼了，以后怎么办？可以把岗崎放下山去，另选有利地形，打他的伏击嘛！”
彭德怀没有接受陈赓的建议。
彭德怀要求总部特务团参加攻坚战。攻击发起前数小时，左权参谋长召集八路军总部特务团的营以上干部布置作战任务，要求特务团提前发起进攻。左权布置完任务后说：“我们之所以要在凌晨3时前发起进攻，是因为日军在我们的围困下已经疲惫不堪。眼前这两股日军刚刚构筑完工事，现在是最疲劳的时候。我们作战就是要趁日军失去警惕的时候去突然偷袭。”
10月30日凌晨，第129师指战员向被围于关家垴的日军发起攻击，为了分散和孤立日军，第129师以部分兵力攻打风恼顶。日军在飞机的支援下，顽强抵抗。八路军勇猛攻击，突入敌阵，与日军展开肉搏战。
10月31日拂晓，八路军歼灭日军400多人，其余60多名日军逃到一个孤立突出的台地上。这块台地顶部开阔平坦，四边峭岩壁立。日军上台地后，挖了不少猫耳洞，死守阵地。
下午，1500多名日军在10多架飞机的支援下，从黄烟洞方向赶来增援。第129师首长看到关家垴的日军基本被歼灭，来援日军的兵力也不小，难以将其全部歼灭。为了争取主动，命令部队迅速撤出战斗。
关家垴阵地上的60多名日军在增援部队的接应下，丢弃280多具尸体，狼狈地逃跑了。
数天后，彭德怀、左权等将领来到关家垴高地，仔细察看日军的临时工事，火力配置和简易的暗堡掩体。刘伯承率领第129师部女干部来到关家垴阵地，就地总结攻坚作战的经验。刘伯承仔细察看了日军在台地四周挖的猫耳洞，认为猫耳洞是躲避枪弹、保存士兵的一种好办法。刘伯承指着一个猫耳洞，招呼大家说：“你们都仔细看看，别小看这小小的招式，凭我们现有的武器还真难对付。这个办法，我们也可以学习嘛！”
当时担任八路军总部特务团团长的欧致富在几十年后回忆这场战斗时说：“彭老总坚持要打关家垴战斗，还有一个意图：八路军是坚持敌后抗战的主力军、正规军，不但要会打游击，必要时，也得猛攻坚守，顽强拼杀，敢于啃硬骨头。”
决死第一纵队政治委员薄一波回忆说：“彭老总向我调决死队两个团参加战斗，我是很积极的，战斗中损失固然大，但这两个团也打出来了，成为决死队战斗力最强的两个主力团”。
日军遭到沉重打击以后，余部于11月14日撤退。
11月17日，日军第37师团一部兵力，第41师团一个大队，共7000多人，分别从沁县、南关镇和洪洞出发，分两路合击太岳地区沁源和郭道镇等地，进行疯狂的“扫荡”。当时，第129师所属第386旅第16、第772团，决死第一纵队所属第25团等部队，正在太行地区执行任务，因此太岳地区的力量比较弱。为了避开日军锋芒，抗击日军的“扫荡”，太岳军区首长把部队编成沁源东、沁源西两个支队，在游击队和民兵的配合下，寻机打击日军。
11月23日，两路日军进入合击地区，进行野蛮的烧、杀、抢，沁源县遭到严重摧残。全县有1/10的群众被害，被害人数达5000多人，被杀牲畜上万头，有近4万间房屋被烧毁。日军的暴行激起了抗日军民的极大愤慨。太岳军区的指战员看到日军分头“清剿”，兵力分散，千方百计抓住战机，各个歼灭日军。沁西支队第42团官兵在官滩歼灭日军100多人，第42、第59团的指战员在胡汉坪、马背一带歼灭日军160多人。至27日，抗日军民歼灭日军近300人。
12月5日，遭到不断打击的日军被迫从太岳区撤退。
北岳根据地，晋察冀军区迫退深入阜平之敌。
10月13日，1万多日伪军分成10路，对北平以西的抗日根据地进行“扫荡”。当时，北平是日军华北方面军司令部驻地，也是华北伪政权驻地，日军认为，平西根据地抗日力量的发展，威胁到华北方面军司令部驻地，也威胁到平汉、平绥交通线。因此，日军把平西根据地作为“扫荡”晋察冀抗日根据地的第一个目标。
八路军首长认为，向平西、太行根据地进攻的日伪军，很可能转而进攻北岳地区，晋察冀边区的军民应立即做好反“扫荡”准备。为此，八路军总部于10月19日发出指示，要求晋察冀军区进行深入的战斗动员，主力部队在有利位置集结，随时准备歼灭“扫荡”的1路或2路日军。为配合晋察冀军区作战，八路军总部要求，第129师应不少于3个团的兵力破击正太路，第120师应以4个团的兵力破击雁门关南北的同蒲铁路。八路军总部发出的这一预先号令，及时洞察了日军的行动企图，把握了日军的脉搏，为北岳军民赢得了20天进行反“扫荡”准备的时间。
11月9日，日军第110师团等部队与伪军共1.4万余多人，对北岳根据地进行“扫荡”。
11月10日，晋察冀军区司令员聂荣臻等人下达反“扫荡”指示，要求部队避免与日军决战，采取广泛的游击战，最大限度地消耗与疲惫日军，使“扫荡”的日军行不得其时，住不得其所，食不得其饱。主力兵团要在便于机动的地域集结，随时抓住战机，歼灭日军1路或2路，以转换战局。12日，晋察冀军区再次发出指示，要求主力部队在不妨碍机动的原则下，可以组织不超过1/3的兵力，坚决打击日军的烧、杀、抢行为。
11月13日，完县、唐县、定县、正定、行唐的日伪军2700多人，一齐出动，向晋察冀军区第3军分区所属地区进犯，“扫荡”第1军分区的日军主力也向第3军分区袭来。14日，定襄、五台的日伪军2600多人，分两路向阜平及其西南地区进犯。这次“扫荡”，日军多路分进，多点合击，一面进攻，一面修路，一面构筑据点，给根据地军民造成严重威胁。
从完县、唐县出动的数百名日伪军渡过曹河，袭击父子三村后，向西进犯，到迷城进行野蛮的烧、杀、抢、掠。
11月16日，日军袭击台峪、张家峪地区，这一地区的抗日武装与日军展开了艰苦的斗争。18日，合击台峪的日军占领了晋察冀军区领导机关所在地阜平。21日，从五台出发的一路日军也进入阜平城。
12月3日，晋察冀军区集中4个团的兵力，向占据阜平、王快的日军发动进攻，歼灭日军500多人。留驻根据地的1000多日伪军继续修公路，建据点，企图盘踞在根据地。根据地军民内线和外线配合，采用广泛的游击战，不断伏击和袭击日军后方的交通线，炸毁日军的列车和汽车，拔除一些敌占据点，使日军连续挨打，处于被动地位，不得不从阜平、东庄、王快撤退。
晋察冀军区在持续50多天的反“扫荡”中，先后毙伤日伪军2000多人。12月底，日军被迫全部撤出北岳抗日根据地。
晋西北地区，驻有日军独立步兵第36、第37、第38、第39、第40大队，炮兵1个大队，工兵、辎重兵各1个中队，共约5000多人。从10月下旬开始，日军独立混成第3、第16旅团各一部，共4000多人，对晋西北第8分区和第3分区所在地区进行“扫荡”。
10月27日，日军从驻太谷、祁县的2个步兵大队中抽调800多人，对晋西北地区的文水、交城地区进行“扫荡”；从驻太原、忻县的2个大队中抽调600多人，对第三军分区所属楼烦、米峪镇地域进行“扫荡”。由于抗日军民早已做好了反“扫荡”的准备，日军进入预定地区以后，遭到当地军民的不断打击，一无所获，旋即退回。
12月中旬，日军集中了驻晋西北的独立混成第3、第9、第16旅团和第26师团各一部，驻晋南的第37师团、驻晋东南的第41师团各一部，共约2万多人，对晋西北抗日根据地进行全面“扫荡”。12月14日，从太汾、汾离公路沿线各据点出动的5000多名日军，对第8分区和第3分区米峪镇地区进行“扫荡”；与此同时，从离石、柳林出动的4000名日军，向临县进犯。19日，从岚县和苛岚出动的6000多名日军，对兴县和保德以南地区进行“扫荡”。至23日，分头“扫荡”的各路日军一度占领了晋西北除保德、河曲以外所有的县城和大部分集镇，黄河渡口。日军所到之处，许多村庄被烧光，许多家庭被杀绝。晋西北全区，有5000多群众遭到日军惨杀。在兴县，日军把200多名男女老幼关进一间房内，将他们活活烧死，这种残暴手段极为罕见。
面对严峻的形势和日军的暴行，八路军第120师和晋西北地区的人民群众密切配合，实行空室清野，坚持“区不离区，县不离县”的游击战，同时集中一部主力，寻机歼灭小股日军。第120师不时地集中部分主力部队转移到外线作战，破袭日军的交通线，袭击日军的据点，攻击日军的修路部队和运输队，使日军整日不得安宁。从12月14日至27日，抗日军民利用各种形式连续作战100多次，迫使日军由开始时的疯狂“清剿”转为建点、修路。27日，晋西北军区命令第358旅、独立第1旅、决死第4纵队相机出击，破袭日军的交通，使日军遭到重大打击。第715团一部与临县游击队配合，袭入临县县城，打击日伪军。
在艰苦的反“扫荡”中，晋西北军民先后作战217次，歼灭日伪军2500人，破坏公路125公里，破坏桥梁23座。在八路军的连续不断打击下，日军无可奈何，被迫于1941年1月下旬全部撤出晋西北抗日根据地。
5.大战不宣告结束
震惊中外的百团大战历时3个半月，对抗日战争产生了重大影响，在战争史上留下了辉煌的一页。
百团大战，八路军在地方武装和广大人民群众的积极配合下，严重破袭了日本侵略军在华北的主要交通线，其中破坏铁路474公里，公路1500多公里、桥梁和隧道260多处，正太铁路停运达1个多月之久，同蒲铁路北段两次被切断，平汉、津浦、北宁等铁路也遭到不同程度的破坏，拔除了日本侵略军的据点，歼灭了大量日伪军，充分表现出了华北军民齐心协力，不屈不挠，同日本侵略者浴血奋战的精神。
当希特勒法西斯的闪电战在欧洲战场上连连得逞，反动气焰极为嚣张时，中国抗日战争的敌后战场，却出现了八路军百团官兵大战日本侵略者的奇迹，使日本侵略军遭到重大损失。百团大战中，我军毙伤日军2万余人，自己伤亡1.8万余人，敌我伤亡为1.1：1.在参战兵力大体相当的情况下，劣势装备的八路军进攻优势装备的日伪军而取得如此战绩，这在战争史上是罕见的。
这组数据也反映了八路军在战争中发展壮大的历史里程。
百团大战，震慑了日本侵略军，推迟了日军南进的步伐，敌后战场牵制了大量侵华日军。百团大战之后，在各地人民钦佩和慰问八路军的欢呼声中，法西斯罪魁东条英机却在日本贵族院和众议院哀叹：“昭和十五年度（即1940年），敌人（指国民党）迄未进行主力的反攻，只有共产军于去年在华北举行大规模的出击。”
百团大战，震慑了国民党顽固派。百团大战是在抗日战争处于困难时期取得的重大胜利。1940年秋，八路军在华北抗日根据地同日本侵略军浴血奋战的艰难时刻，国民党顽固派却从1940年10月起发动了第二次反共高潮，制造了震惊中外的“皖南事变”。毛泽东、朱德、王稼祥全局运筹，于1940年12月22日联名致电彭德怀，提出“百团大战对外不要宣告结束，蒋介石正发动反共新高潮，我们当尚须利用百团大战的声势去反对他”。从这份电报中可以看出，毛泽东把百团大战看作是反对国民党顽固派的一种巨大“声势”，这种在战场上生死搏斗造成的“声势”，是其他力量无法比拟的，是反动势力最害怕的。
蒋介石表面上对八路军的胜利表示欢迎，在9月中旬发出嘉勉电中，称：“朱副长官（第二战区）、彭副总司令：送电均悉，贵部窥破好机，断然出击，予敌甚大打击，特电嘉勉。除电饬其他各战区积极出击，以策应贵军作战外，仍希速饬所部，积极行动，勿予敌喘息机会，彻底断绝其交通为要！”可是，蒋介石暗地里却于1940年10月20日发出密电，称：“近来报上常有记载‘百团大战’字样，如19日新华日报所载晋西通讯即载此事，此项名词及有关之新闻以后应绝对禁止登载，希即饬遵。”可见，蒋介石对百团大战已经到恐惧的程度。百团大战，鼓舞了抗日军民的士气。八路军在抗日根据地打击日军的胜利消息传开以后，抗日军民欢欣鼓舞。抗日救亡组织和群众团体纷纷举行祝捷会和庆功会，一些报社、电台相继发表社论，祝贺八路军取得的胜利。这一胜利，增强了抗日军民战胜困难的信心，表明了中国共产党及其领导的军队，是抗日的中流砥柱。
百团大战，在国际上也引起了震动。苏联《红星报》发表评论，指出：“华北之中国军队，目前正在山西省进行主动性之作战。第八路军正展开大规模之攻势。游击战在山东省与北平附近亦正趋于激化，中国人……始终表现高度之民气，对自身力量具有信念。中国人民为自由独立，争取最后胜利而战，依然表现最大之决心而不能动摇。”美国著名记者史沫特莱写出了很有文采的报道，其中说：“整个华北地区，从晋北山区到东海岸，从南面的黄河到北面的长城，都成了战场，战斗夜以继日，一连厮杀了5个月。一百团打击了敌人的整个经济、交通线和封锁网，战斗是炽烈而无情的。”
百团大战，不仅取得了军事上的重大胜利，也取得了政治上的重大胜利。