中國工農紅軍主力部隊改編為國民革命軍第八路軍
為實現全民族抗戰，中國共產黨在西安事變和平解決之後，即就紅軍改編為國民革命軍和開赴抗日前線等問題，同國民黨當局進行談判，至抗日戰爭全麵爆發後始達成協議。1937年8月22日，國民政府軍事委員會宣布，在陝甘寧邊區的紅軍主力部隊改編為國民革命軍第八路軍，轄第115、第120、第129師。每師轄2個旅，每旅轄2個團，每師編製定額約為1.5萬人。
8月25日，中共中央革命軍事委員會發布改編命令，將紅軍前敵總指揮部改編為第八路軍總指揮部，以朱德為總指揮，彭德懷為副總指揮，葉劍英為參謀長，左權為副參謀長，任弼時為政治部主任（後王稼祥兼），鄧小平為政治部副主任。轄3個師和1個特務團，共約4.6萬人。
所屬第115師由紅軍第一方麵軍之第1軍團、第15軍團和紅軍第74師等部編成，林彪任師長，聶榮臻任副師長；第120師由紅軍第二方麵軍和紅軍第27、第28軍等部編成，賀龍任師長，蕭克任副師長；第129師由紅軍第四方麵軍和紅軍第29、第30軍編成，劉伯承任師長，徐向前任副師長。
在各師主力開赴抗日前線後，八路軍在延安設立後方留守處（後改稱後方留守兵團，直屬中共中央軍委），蕭勁光任主任。各師留守部隊統一編為警備第1～第8團，擔負保衛陝甘寧邊區的任務。
9月11日，國民政府軍事委員會按新的全國統一的戰鬥序列，將八路軍改稱第18集團軍，總指揮部改稱總司令部（簡稱總部），正副總指揮改稱正副總司令。根據國共雙方達成的協議，八路軍分別在西安、太原、蘭州、上海、南京、武漢、重慶等地設立了辦事處或通訊處。
紅軍主力改編為八路軍後，8月29日，成立中共中央軍委前方分會（後稱華北軍分會），朱德任書記，彭德懷任副書記。在軍委前方分會領導下，各師成立軍政委員會。
10月22日，中共中央、中央軍委決定恢複因受國民黨幹涉而取消了的政治委員製度和師、旅政治部及團政治處的名稱。後任命聶榮臻為第115師政治委員，關向應為第120師政治委員，張浩（後鄧小平）為第129師政治委員。同時，糾正了改編後出現的一些人不願嚴格接受共產黨的領導、發展個人英雄主義和忽視政治思想工作等新軍閥主義傾向。強調繼續發揚紅軍的光榮傳統和保持人民軍隊的本色，實行“官兵一致、軍民一致、瓦解敵軍”的政治工作三大原則。從而，在組織上和政治思想上有效地保證了共產黨對八路軍的絕對領導。在實行抗日民族統一戰線的複雜環境中，堅持了獨立自主的原則，保持了紅軍的光榮傳統和人民軍隊本色。
挺進華北敵後，開展抗日遊擊戰爭，創建根據地
七七事變後，北平（今北京）、天津相繼淪陷，華北戰局危急。八路軍第115師主力於8月22日和25日由陝西省三原縣雲陽鎮出征，第120師主力和第129師主力先後於9月3日和30日，由陝西省富平縣莊裏鎮出征，開赴華北抗日前線，執行開創抗日根據地，牽製與消耗日軍，配合國民黨軍正麵戰場作戰，發展壯大自己的戰略任務。
在八路軍日夜兼程向抗日前線挺進時，沿平綏鐵路（今北京—包頭）西進之日軍已侵入山西，並沿同蒲鐵路（大同—風陵渡）南下，對中國軍隊形成右翼迂迴包圍的態勢。中共中央軍委決定，八路軍3個師改變原定集中用於恆山地區的戰略部署，采取疏散的戰略配置，第115師挺進晉東北、晉西南，第120師挺進晉西北，第129師向晉東南地區開進，實行“獨立自主的山地遊擊戰”的軍事戰略方針，在日軍翼側和後方積極開展遊擊戰爭，配合退守平型關、雁門關內長城一線之第二戰區國民黨軍部隊阻止日軍進犯，保衛山西腹地。9月25日，第115師於平型關附近伏擊殲滅日軍1000餘人，取得華北戰場上中國軍隊主動尋殲日軍的第一個大勝利，振奮了全國人心，提高了共產黨和八路軍的聲望。爾後，第115師一部由晉東北向察南、冀西地區出擊，先後收複10座縣城和部分地區，切斷張家口至山西代縣間的日軍交通線。第120師一部襲占井坪、平魯，威脅大同；主力在雁門關南北打擊日軍運輸車隊，切斷了大同至寧武間的日軍後方交通線。第129師一部夜襲代縣陽明堡日軍機場。八路軍上述作戰行動，有力地支援了國民黨軍為保衛太原而進行的忻口防禦作戰。10月中旬，為阻止沿正太鐵路（石家莊—太原）西進的日軍，八路軍第129師和第115師主力轉向正太鐵路沿線作戰，並取得多次戰鬥的勝利。但由於防守娘子關和忻口的國民黨軍敗退，太原於11月8日失陷。至此，在華北以國民黨軍為主體的正規戰爭基本結束，以八路軍為主體的遊擊戰爭進入主要地位。
八路軍遵照中共中央軍委關於控製晉東北、晉西北、晉東南、晉西南，對占據中心城市和交通要道的日軍采取四麵包圍的態勢和分兵發動群眾，建立根據地，準備反圍攻等指示，以一部兵力牽製和打擊日軍，大部兵力迅速分散發動群眾，建立抗日民主政權與群眾武裝，擴大部隊和創建抗日根據地。至1938年4月底，晉察冀、晉西北、晉冀豫、晉西南等抗日根據地基本形成。同時部隊也迅速擴大，先後成立了晉察冀軍區（聶榮臻任司令員兼政治委員）和晉冀豫軍區，組建了八路軍總部炮兵團和8個步兵團，以及2個相當於旅的縱隊和20個相當於團的遊擊支隊，總兵力達12萬餘人，從而對華北日軍後方構成嚴重威脅。
為在華北敵後開展平原遊擊戰爭，使山地與平原遊擊戰爭更好地結合，1938年4月下旬，八路軍第129師和第115師各一部深入冀南平原，協同當地中共組織領導的抗日武裝，發展冀南和開創魯西北抗日根據地。5月初，中國共產黨冀中組織領導的河北遊擊軍和人民自衛軍合編為八路軍第3縱隊，並開創了冀中抗日根據地。同月，第120師和晉察冀軍區各一部合編為第4縱隊，挺進冀東，協同中國共產黨冀熱邊特委領導冀東20萬人民群眾舉行抗日武裝起義，開創了冀東抗日根據地。中共山東省委領導各地抗日武裝起義組建起來的各支基幹部隊，於6月進行初步整編，統一使用八路軍山東人民抗日遊擊支隊的番號，創建山東抗日根據地。7月，第115師一部組成的第5支隊和第129師一部組成的津浦支隊挺進冀魯邊區，會同當地中共組織領導的抗日武裝，開創冀魯邊抗日根據地。8月，第120師大青山支隊挺進綏遠（今內蒙古中部）大青山地區，協同當地蒙、漢人民遊擊隊，開創大青山抗日根據地。9月中旬，第115師主力在山西汾離公路三戰三捷，打退進犯黃河河防的日軍，鞏固了晉西南抗日根據地。9～11月，晉察冀軍區部隊在第120師和第129師配合下，挫敗了日軍5萬餘人的多路圍攻，保衛了晉察冀抗日根據地。與此同時，八路軍為配合正麵戰場國民黨軍作戰，繼續對平漢、津浦、平綏、同蒲等鐵路線展開廣泛的破襲戰，一度使平漢路北段的交通中斷，有力地打擊和牽製了日軍。
八路軍自挺進敵後至1938年10月，經過1年多的英勇奮戰，完成了在華北敵後的戰略展開，創建了晉察冀、晉綏、晉冀豫、山東等大塊抗日根據地。部隊由出征時的3萬餘人發展到15.6萬人，除原有的3個師5個旅共14個團外，新增的旅或相當於旅的縱隊、支隊達20多個，為進一步鞏固和擴大華北各抗日根據地打下了基礎。為加強前方指揮機關的領導，中共中央軍委於同年8月任命傅鍾（後為羅瑞卿）、陸定一為八路軍野戰政治部正、副主任，12月任命左權為八路軍前方總部參謀長。
粉碎日偽軍“掃蕩”，鞏固、發展抗日武裝和抗日根據地
1938年10月下旬，日軍侵占廣州、武漢後，由於其國力、兵力不足和中國的持久抗戰，不得不停止戰略進攻，改變速戰速決方針，轉為以保守占領區為主，對國民黨采取以政治誘降為主、軍事打擊為輔的政策；逐步轉移其主要力量打擊中國共產黨領導的抗日武裝和抗日根據地，並以華北為重點，進行大規模“掃蕩”。與此同時，國民黨頑固派開始實行消極抗日、積極反共的政策，並不斷與八路軍進行軍事摩擦。
根據抗日戰爭進入戰略相持階段的新形勢和中共六屆六中全會確定的鞏固華北、發展華中和華南的戰略方針，針對華北日軍先取平原，後攻山區的戰略企圖，八路軍各師主力陸續向平原地區挺進。1938年12月，第129師主力挺進冀南，第120師主力挺進冀中，第115師主力挺進山東。與此同時，中共領導的山東各抗日遊擊支隊，統一編為八路軍山東縱隊，與到達山東的第115師部隊一起鞏固與擴大山東抗日根據地。1939年2月，八路軍總部以第4縱隊為基礎組成冀熱察挺進軍，執行鞏固平（今北京）西、堅持冀東、開辟平北的任務。第115師第344旅旅直一部進入冀魯豫邊區，3月，與當地武裝合編為冀魯豫支隊，創建冀魯豫邊抗日根據地。第129師主力在冀南抗日根據地軍民的支援下，粉碎了日偽軍3萬餘人的“掃蕩”，鞏固了冀南抗日根據地。不久，當日軍轉向“掃蕩”山區根據地時，第129師主力返迴太行山區。第120師主力開赴冀中，協同第3縱隊粉碎日偽軍的圍攻，初步鞏固並擴大了冀中抗日根據地。12月，國民黨頑固派掀起第一次反共高潮，晉西北形勢緊張，第120師主力奉命於翌年2月返迴晉西北。第115師主力於1939年3月到達魯西地區後，大力發動群眾和開展遊擊戰爭，接著進入泰山以西和魯南地區，打開了魯西、魯南的抗戰局麵。8月，為統一山東地區八路軍的指揮，組成了八路軍第1縱隊指揮機構。
1939年12月，在八路軍對日偽軍進行艱苦的反“掃蕩”作戰之際，國民黨頑固派掀起第一次反共高潮，派兵首先進攻陝甘寧邊區的八路軍留守兵團，接著進攻晉西和晉西北、晉東南以及冀南等地的八路軍和山西新軍。八路軍和山西新軍遵循中共中央、中央軍委確立的“人不犯我，我不犯人；人若犯我，我必犯人”和“有理、有利、有節”的反摩擦鬥爭原則，展開自衛反擊，打退國民黨頑軍的進攻，保衛了抗日根據地，維護了抗日民族統一戰線。此後，山西新軍進行整編（仍保留晉綏軍番號），加入八路軍的戰鬥序列。
八路軍在鬥爭中不斷發展壯大，1939年總兵力達到27萬餘人。由於部隊新成員驟增，軍政素質亟待提高，八路軍總部決定從2月開始，利用戰鬥間隙進行兩期共8個月的整軍，建立健全各項規章製度，加強紀律，增強團結，進行戰術技術訓練，提高戰鬥力。遵照中共中央和中央軍委關於大量吸收知識分子和加強幹部培養的指示，先後在各師、旅建立教導團、教導大隊或隨營學校，抗日軍政大學大部陸續由延安遷至華北敵後，在山東、晉察冀、晉綏、太行、太嶽等抗日根據地建立了分校。八路軍後勤部除原有的供給部、衛生部外，又成立了財經部和軍事工業部，負責籌措經費和組織領導武器彈藥的維修和生產，各軍區和師、旅也建立了財經和軍工生產部門，並在流動修械所的基礎上相繼建立了兵工廠。
1940年2月，為統一太行山南部地區八路軍和山西新軍的指揮，成立八路軍第2縱隊。4月，第2縱隊奉命東進，與冀魯豫支隊會合，成立冀魯豫軍區。5月，第2縱隊主力奉命南下豫皖蘇邊區，7～8月與新四軍第6支隊編成八路軍第4、第5縱隊。爾後，第4縱隊執行向西防禦、堅持豫皖蘇邊區的抗戰任務；第5縱隊執行東進開辟淮海地區，並與渡江北上的新四軍共同完成開辟蘇北的戰略任務。1941年1月皖南事變後，第4、第5縱隊分別編為新四軍第4、第3師。
1940年秋，八路軍在粉碎日偽軍對各抗日根據地春、夏季“掃蕩”之後，8月20日至1941年1月，對日偽軍發動了有105個團的兵力參加的百團大戰。僅前3個半月就進行了1800餘次戰役戰鬥，共殲滅日偽軍4萬餘人，提高了中國共產黨和八路軍的聲望，鼓舞和堅定了全國人民奪取抗戰勝利的信心。
1938年10月～1940年底，八路軍共粉碎日偽軍1000人至1萬人的“掃蕩”94次，1萬～5萬人的大“掃蕩”10次，同時打退國民黨頑固派第一次反共高潮。1940年11月，成立晉西北軍區（賀龍兼任司令員，關向應兼任政治委員），統一指揮第120師部隊和在晉西北的山西新軍。此時八路軍發展到40萬餘人，共轄6個戰略單位（軍區），8個二級軍區，44個軍分區，40個旅和相當於旅的縱隊、支隊，170多個團和相當於團的支隊、總隊。
為實現全民族抗戰，中國共產黨在西安事變和平解決之後，即就紅軍改編為國民革命軍和開赴抗日前線等問題，同國民黨當局進行談判，至抗日戰爭全麵爆發後始達成協議。1937年8月22日，國民政府軍事委員會宣布，在陝甘寧邊區的紅軍主力部隊改編為國民革命軍第八路軍，轄第115、第120、第129師。每師轄2個旅，每旅轄2個團，每師編製定額約為1.5萬人。
8月25日，中共中央革命軍事委員會發布改編命令，將紅軍前敵總指揮部改編為第八路軍總指揮部，以朱德為總指揮，彭德懷為副總指揮，葉劍英為參謀長，左權為副參謀長，任弼時為政治部主任（後王稼祥兼），鄧小平為政治部副主任。轄3個師和1個特務團，共約4.6萬人。
所屬第115師由紅軍第一方麵軍之第1軍團、第15軍團和紅軍第74師等部編成，林彪任師長，聶榮臻任副師長；第120師由紅軍第二方麵軍和紅軍第27、第28軍等部編成，賀龍任師長，蕭克任副師長；第129師由紅軍第四方麵軍和紅軍第29、第30軍編成，劉伯承任師長，徐向前任副師長。
在各師主力開赴抗日前線後，八路軍在延安設立後方留守處（後改稱後方留守兵團，直屬中共中央軍委），蕭勁光任主任。各師留守部隊統一編為警備第1～第8團，擔負保衛陝甘寧邊區的任務。
9月11日，國民政府軍事委員會按新的全國統一的戰鬥序列，將八路軍改稱第18集團軍，總指揮部改稱總司令部（簡稱總部），正副總指揮改稱正副總司令。根據國共雙方達成的協議，八路軍分別在西安、太原、蘭州、上海、南京、武漢、重慶等地設立了辦事處或通訊處。
紅軍主力改編為八路軍後，8月29日，成立中共中央軍委前方分會（後稱華北軍分會），朱德任書記，彭德懷任副書記。在軍委前方分會領導下，各師成立軍政委員會。
10月22日，中共中央、中央軍委決定恢複因受國民黨幹涉而取消了的政治委員製度和師、旅政治部及團政治處的名稱。後任命聶榮臻為第115師政治委員，關向應為第120師政治委員，張浩（後鄧小平）為第129師政治委員。同時，糾正了改編後出現的一些人不願嚴格接受共產黨的領導、發展個人英雄主義和忽視政治思想工作等新軍閥主義傾向。強調繼續發揚紅軍的光榮傳統和保持人民軍隊的本色，實行“官兵一致、軍民一致、瓦解敵軍”的政治工作三大原則。從而，在組織上和政治思想上有效地保證了共產黨對八路軍的絕對領導。在實行抗日民族統一戰線的複雜環境中，堅持了獨立自主的原則，保持了紅軍的光榮傳統和人民軍隊本色。
挺進華北敵後，開展抗日遊擊戰爭，創建根據地
七七事變後，北平（今北京）、天津相繼淪陷，華北戰局危急。八路軍第115師主力於8月22日和25日由陝西省三原縣雲陽鎮出征，第120師主力和第129師主力先後於9月3日和30日，由陝西省富平縣莊裏鎮出征，開赴華北抗日前線，執行開創抗日根據地，牽製與消耗日軍，配合國民黨軍正麵戰場作戰，發展壯大自己的戰略任務。
在八路軍日夜兼程向抗日前線挺進時，沿平綏鐵路（今北京—包頭）西進之日軍已侵入山西，並沿同蒲鐵路（大同—風陵渡）南下，對中國軍隊形成右翼迂迴包圍的態勢。中共中央軍委決定，八路軍3個師改變原定集中用於恆山地區的戰略部署，采取疏散的戰略配置，第115師挺進晉東北、晉西南，第120師挺進晉西北，第129師向晉東南地區開進，實行“獨立自主的山地遊擊戰”的軍事戰略方針，在日軍翼側和後方積極開展遊擊戰爭，配合退守平型關、雁門關內長城一線之第二戰區國民黨軍部隊阻止日軍進犯，保衛山西腹地。9月25日，第115師於平型關附近伏擊殲滅日軍1000餘人，取得華北戰場上中國軍隊主動尋殲日軍的第一個大勝利，振奮了全國人心，提高了共產黨和八路軍的聲望。爾後，第115師一部由晉東北向察南、冀西地區出擊，先後收複10座縣城和部分地區，切斷張家口至山西代縣間的日軍交通線。第120師一部襲占井坪、平魯，威脅大同；主力在雁門關南北打擊日軍運輸車隊，切斷了大同至寧武間的日軍後方交通線。第129師一部夜襲代縣陽明堡日軍機場。八路軍上述作戰行動，有力地支援了國民黨軍為保衛太原而進行的忻口防禦作戰。10月中旬，為阻止沿正太鐵路（石家莊—太原）西進的日軍，八路軍第129師和第115師主力轉向正太鐵路沿線作戰，並取得多次戰鬥的勝利。但由於防守娘子關和忻口的國民黨軍敗退，太原於11月8日失陷。至此，在華北以國民黨軍為主體的正規戰爭基本結束，以八路軍為主體的遊擊戰爭進入主要地位。
八路軍遵照中共中央軍委關於控製晉東北、晉西北、晉東南、晉西南，對占據中心城市和交通要道的日軍采取四麵包圍的態勢和分兵發動群眾，建立根據地，準備反圍攻等指示，以一部兵力牽製和打擊日軍，大部兵力迅速分散發動群眾，建立抗日民主政權與群眾武裝，擴大部隊和創建抗日根據地。至1938年4月底，晉察冀、晉西北、晉冀豫、晉西南等抗日根據地基本形成。同時部隊也迅速擴大，先後成立了晉察冀軍區（聶榮臻任司令員兼政治委員）和晉冀豫軍區，組建了八路軍總部炮兵團和8個步兵團，以及2個相當於旅的縱隊和20個相當於團的遊擊支隊，總兵力達12萬餘人，從而對華北日軍後方構成嚴重威脅。
為在華北敵後開展平原遊擊戰爭，使山地與平原遊擊戰爭更好地結合，1938年4月下旬，八路軍第129師和第115師各一部深入冀南平原，協同當地中共組織領導的抗日武裝，發展冀南和開創魯西北抗日根據地。5月初，中國共產黨冀中組織領導的河北遊擊軍和人民自衛軍合編為八路軍第3縱隊，並開創了冀中抗日根據地。同月，第120師和晉察冀軍區各一部合編為第4縱隊，挺進冀東，協同中國共產黨冀熱邊特委領導冀東20萬人民群眾舉行抗日武裝起義，開創了冀東抗日根據地。中共山東省委領導各地抗日武裝起義組建起來的各支基幹部隊，於6月進行初步整編，統一使用八路軍山東人民抗日遊擊支隊的番號，創建山東抗日根據地。7月，第115師一部組成的第5支隊和第129師一部組成的津浦支隊挺進冀魯邊區，會同當地中共組織領導的抗日武裝，開創冀魯邊抗日根據地。8月，第120師大青山支隊挺進綏遠（今內蒙古中部）大青山地區，協同當地蒙、漢人民遊擊隊，開創大青山抗日根據地。9月中旬，第115師主力在山西汾離公路三戰三捷，打退進犯黃河河防的日軍，鞏固了晉西南抗日根據地。9～11月，晉察冀軍區部隊在第120師和第129師配合下，挫敗了日軍5萬餘人的多路圍攻，保衛了晉察冀抗日根據地。與此同時，八路軍為配合正麵戰場國民黨軍作戰，繼續對平漢、津浦、平綏、同蒲等鐵路線展開廣泛的破襲戰，一度使平漢路北段的交通中斷，有力地打擊和牽製了日軍。
八路軍自挺進敵後至1938年10月，經過1年多的英勇奮戰，完成了在華北敵後的戰略展開，創建了晉察冀、晉綏、晉冀豫、山東等大塊抗日根據地。部隊由出征時的3萬餘人發展到15.6萬人，除原有的3個師5個旅共14個團外，新增的旅或相當於旅的縱隊、支隊達20多個，為進一步鞏固和擴大華北各抗日根據地打下了基礎。為加強前方指揮機關的領導，中共中央軍委於同年8月任命傅鍾（後為羅瑞卿）、陸定一為八路軍野戰政治部正、副主任，12月任命左權為八路軍前方總部參謀長。
粉碎日偽軍“掃蕩”，鞏固、發展抗日武裝和抗日根據地
1938年10月下旬，日軍侵占廣州、武漢後，由於其國力、兵力不足和中國的持久抗戰，不得不停止戰略進攻，改變速戰速決方針，轉為以保守占領區為主，對國民黨采取以政治誘降為主、軍事打擊為輔的政策；逐步轉移其主要力量打擊中國共產黨領導的抗日武裝和抗日根據地，並以華北為重點，進行大規模“掃蕩”。與此同時，國民黨頑固派開始實行消極抗日、積極反共的政策，並不斷與八路軍進行軍事摩擦。
根據抗日戰爭進入戰略相持階段的新形勢和中共六屆六中全會確定的鞏固華北、發展華中和華南的戰略方針，針對華北日軍先取平原，後攻山區的戰略企圖，八路軍各師主力陸續向平原地區挺進。1938年12月，第129師主力挺進冀南，第120師主力挺進冀中，第115師主力挺進山東。與此同時，中共領導的山東各抗日遊擊支隊，統一編為八路軍山東縱隊，與到達山東的第115師部隊一起鞏固與擴大山東抗日根據地。1939年2月，八路軍總部以第4縱隊為基礎組成冀熱察挺進軍，執行鞏固平（今北京）西、堅持冀東、開辟平北的任務。第115師第344旅旅直一部進入冀魯豫邊區，3月，與當地武裝合編為冀魯豫支隊，創建冀魯豫邊抗日根據地。第129師主力在冀南抗日根據地軍民的支援下，粉碎了日偽軍3萬餘人的“掃蕩”，鞏固了冀南抗日根據地。不久，當日軍轉向“掃蕩”山區根據地時，第129師主力返迴太行山區。第120師主力開赴冀中，協同第3縱隊粉碎日偽軍的圍攻，初步鞏固並擴大了冀中抗日根據地。12月，國民黨頑固派掀起第一次反共高潮，晉西北形勢緊張，第120師主力奉命於翌年2月返迴晉西北。第115師主力於1939年3月到達魯西地區後，大力發動群眾和開展遊擊戰爭，接著進入泰山以西和魯南地區，打開了魯西、魯南的抗戰局麵。8月，為統一山東地區八路軍的指揮，組成了八路軍第1縱隊指揮機構。
1939年12月，在八路軍對日偽軍進行艱苦的反“掃蕩”作戰之際，國民黨頑固派掀起第一次反共高潮，派兵首先進攻陝甘寧邊區的八路軍留守兵團，接著進攻晉西和晉西北、晉東南以及冀南等地的八路軍和山西新軍。八路軍和山西新軍遵循中共中央、中央軍委確立的“人不犯我，我不犯人；人若犯我，我必犯人”和“有理、有利、有節”的反摩擦鬥爭原則，展開自衛反擊，打退國民黨頑軍的進攻，保衛了抗日根據地，維護了抗日民族統一戰線。此後，山西新軍進行整編（仍保留晉綏軍番號），加入八路軍的戰鬥序列。
八路軍在鬥爭中不斷發展壯大，1939年總兵力達到27萬餘人。由於部隊新成員驟增，軍政素質亟待提高，八路軍總部決定從2月開始，利用戰鬥間隙進行兩期共8個月的整軍，建立健全各項規章製度，加強紀律，增強團結，進行戰術技術訓練，提高戰鬥力。遵照中共中央和中央軍委關於大量吸收知識分子和加強幹部培養的指示，先後在各師、旅建立教導團、教導大隊或隨營學校，抗日軍政大學大部陸續由延安遷至華北敵後，在山東、晉察冀、晉綏、太行、太嶽等抗日根據地建立了分校。八路軍後勤部除原有的供給部、衛生部外，又成立了財經部和軍事工業部，負責籌措經費和組織領導武器彈藥的維修和生產，各軍區和師、旅也建立了財經和軍工生產部門，並在流動修械所的基礎上相繼建立了兵工廠。
1940年2月，為統一太行山南部地區八路軍和山西新軍的指揮，成立八路軍第2縱隊。4月，第2縱隊奉命東進，與冀魯豫支隊會合，成立冀魯豫軍區。5月，第2縱隊主力奉命南下豫皖蘇邊區，7～8月與新四軍第6支隊編成八路軍第4、第5縱隊。爾後，第4縱隊執行向西防禦、堅持豫皖蘇邊區的抗戰任務；第5縱隊執行東進開辟淮海地區，並與渡江北上的新四軍共同完成開辟蘇北的戰略任務。1941年1月皖南事變後，第4、第5縱隊分別編為新四軍第4、第3師。
1940年秋，八路軍在粉碎日偽軍對各抗日根據地春、夏季“掃蕩”之後，8月20日至1941年1月，對日偽軍發動了有105個團的兵力參加的百團大戰。僅前3個半月就進行了1800餘次戰役戰鬥，共殲滅日偽軍4萬餘人，提高了中國共產黨和八路軍的聲望，鼓舞和堅定了全國人民奪取抗戰勝利的信心。
1938年10月～1940年底，八路軍共粉碎日偽軍1000人至1萬人的“掃蕩”94次，1萬～5萬人的大“掃蕩”10次，同時打退國民黨頑固派第一次反共高潮。1940年11月，成立晉西北軍區（賀龍兼任司令員，關向應兼任政治委員），統一指揮第120師部隊和在晉西北的山西新軍。此時八路軍發展到40萬餘人，共轄6個戰略單位（軍區），8個二級軍區，44個軍分區，40個旅和相當於旅的縱隊、支隊，170多個團和相當於團的支隊、總隊。