1940年的夏秋，中国抗日战争进入第四个年头，八路军的迅猛发展，敌后抗日根据地的不断巩固和扩大，抗日游击战的积极展开，沉重打击了侵华日军。于是，日本在加紧对国民党政府进行政治诱降活动的同时，把进攻的矛头重点指向八路军，在华北地区实行以“铁路为柱、公路为链、碉堡为锁”的“囚笼政策”，加紧推行“肃正建设计划”，企图分割、封锁、摧毁华北各抗日根据地，巩固其占领区。

　　为粉碎华北日军的全面进攻，打破其“囚笼政策”，争取华北抗日战局更有利的发展，遏制国民党妥协投降的倾向，并影响全国抗战局势的好转，八路军总司令朱德和副总司令彭德怀，决定集中八路军第120师、第129师和晋察冀军区部队，以破坏华北敌占交通线和据点为重点发起大规模进攻战役。战役发起后，我军参战兵力迅速增至105个团，因此，彭德怀在上报中央军委的电报中最先使用了“百团大战”名称，故又称“百团大战”。

　　打破“囚笼”：为粉碎日军的全面进攻，争取华北战局的有利发展，八路军总部发出百团大战的命令……

　　8月8日，八路军总部正式下达《战役行动命令》，具体规定了各部队的作战任务。

　　按照八路军总部的作战部署，百团大战进攻战役首先从正太路发起，而后扩展至山东以外的整个华北地区和主要交通线。主要包括：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（天津—浦口）铁路；临汾以北的同蒲铁路，归绥以东的平绥（今北京—包头）铁路，北宁（今北京—沈阳）铁路的山海关至北平（今北京）段，白晋（白圭—晋城）铁路的平遥至壶关段，以及正在修筑的德石（德州—石家庄）铁路、沧（州）石（家庄）公路等。

　　在这些地区和交通线，共驻有日军3个师团的全部、2个师团的各2个联队、5个独立混成旅团的全部、4个独立混成旅团的各2个大队、1个骑兵旅团的2个大队，共20余万人，飞机150架，另有伪军约15万人。

　　我军参战兵力，计晋察冀军区39个团，第120师（含山西抗敌青年决死队第2、第4纵队等）20个团，第129师（含山西青年决死队第1、第3纵队等）46个团，共105个团，约20余万人。此外，还有许多地方游击队和民兵支援参战。

　　破击正太路：八路军主力在日军交通干线上发起大规模攻势作战，三路出击，陷敌于瘫痪之中……

　　正太铁路穿越太行山，全长231公里，连接平汉、同蒲两铁路，是日军在华北的重要战略运输线之一。正太路一旦被毁，山西境内日军的给养补充和掠夺战略物资的外运将发生极大的困难。因此，日军一直以重兵把守。

　　8月20日20时，是中国抗日战争历史风云中一个特殊的时刻。在八路军总部驻地太行山腹地的王家峪，彭德怀发出战斗号令，正太路破击战准时打响。按照八路军总部的战役部署，此次破击作战分三路同时进行第1路在晋察冀军区司令员兼政治委员聂荣臻的指挥下，以18个步兵团、1个骑兵团、2个骑兵营、3个炮兵连、1个工兵连、5个游击队，分别组成左、右和中央3个纵队、牵制部队和总预备队，破击正太铁路阳泉至石家庄段。

　　第2路在第129师师长刘伯承和政治委员邓小平的指挥下，以10个步兵团、3个独立营、4个工兵连，分别组成左翼队、右翼队、总预备队和平（定）和（顺）支队，破击正太铁路的阳泉至榆次段。同时对平汉铁路元氏至安阳段、同蒲铁路榆次至临汾段、白晋铁路平遥至壶关段以及邯（郸）长（治）公路等，也作了相应的破击部署。

　　经数日连续战斗，第129师部队先后攻克了正太铁路线上的芦家庄、和尚足、马首、桑掌、铁炉沟、上湖、燕子沟、坡头、狼峪、张净、冶西、落摩寺等据点及车站多处。至此，除寿阳、阳泉等少数城镇，正太铁路西段基本为我控制。随后，我军在广大参战群众积极协助下，对攻克的铁路、桥梁、隧道进行了大规模破坏，使正太铁路西段陷于瘫痪。

　　第1路在晋察冀军区司令员兼政治委员聂荣臻的指挥下，以18个步兵团、1个骑兵团、2个骑兵营、3个炮兵连、1个工兵连、5个游击队，分别组成左、右和中央3个纵队、牵制部队和总预备队，破击正太铁路阳泉至石家庄段。

　　第2路在第129师师长刘伯承和政治委员邓小平的指挥下，以10个步兵团、3个独立营、4个工兵连，分别组成左翼队、右翼队、总预备队和平（定）和（顺）支队，破击正太铁路的阳泉至榆次段。同时对平汉铁路元氏至安阳段、同蒲铁路榆次至临汾段、白晋铁路平遥至壶关段以及邯（郸）长（治）公路等，也作了相应的破击部署。

　　经数日连续战斗，第129师部队先后攻克了正太铁路线上的芦家庄、和尚足、马首、桑掌、铁炉沟、上湖、燕子沟、坡头、狼峪、张净、冶西、落摩寺等据点及车站多处。至此，除寿阳、阳泉等少数城镇，正太铁路西段基本为我控制。随后，我军在广大参战群众积极协助下，对攻克的铁路、桥梁、隧道进行了大规模破坏，使正太铁路西段陷于瘫痪。

　　第3路在第120师师长贺龙、政治委员关向应的指挥下，集中20个团的兵力在同蒲铁路北段两侧一些主要路口展开大规模破击战。至8月31日，先后攻克了北龙泉、康家会、丰润村、阳方口等多处据点。为了拔除该段铁路线上日伪军的重要据点五寨城，第120师派出精干人员组成奇袭队，化装潜入城内。于正午时刻，以给敌哨兵送水为由，干掉哨兵，打开城门，里应外合奇袭五寨城，共歼灭日伪军800余人，切断了同蒲铁路北段和忻县至静乐、汾阳至离石、太原至汾阳等公路。

　　9月2日，日军第36、第37师团和独立混成第4、第9旅团各一部，共8000余人，合击正太铁路南侧安丰、马坊地区的第129师。该师以4个团兵力英勇抗击敌人，毙伤其200余人，掩护了师领导机关的安全转移。9月6日，上述4个团在榆社西北双峰地区将日军1个大队包围，经过一昼夜的激战，歼其大队长以下400余人。同日，第385旅在张建地区设伏，重创向辽县撤退的日军。

　　在此期间，晋察冀军区乘日军集中兵力向正太铁路南侧反击，北侧较为空虚的时机，以主力4个团，主动向盂县周围之敌出击，收复了会里、上社、下社等6个据点，歼敌200余人。

　　9月上旬，活动于正太铁路东段的晋察冀军区第3团和第4军分区特务营等部，再度袭击了娘子关和井陉煤矿，有力地牵制了敌人。由于晋察冀军区主力在盂县地区积极行动，向正太铁路南侧反击的日军独立混成第4旅团主力，从9月5日起，被迫陆续回调寿阳、阳泉、盂县地区，并向晋察冀军区部队反击。与此同时，第120师对同蒲铁路忻县至太原段的破击，也使敌人难于继续从该线抽调兵力增援正太铁路。在此情况下，八路军总部为休整部队，以利再战，决定于9月10日结束第一阶段作战。

　　八路军在第一阶段作战中，由于战役部署周密，准备充分，部队行动迅速，突然而猛烈地破击了日军占领的交通线，使日伪军联络中断，交通瘫痪，猝不及防，陷入被动挨打，一片慌乱之中。

　　扩大战果：以攻占交通线两侧和摧毁深入我根据地内的敌据点为重点，进行攻坚作战，连续破击……

　　第一阶段战役结束后，八路军总部为不给敌以喘息之机，决定连续作战，以攻占交通线两侧，摧毁深入抗日根据地内的日伪军据点为重点，继续扩大第一阶段的战果，于9月16日发出第二阶段作战命令，具体部署是：

　　晋察冀军区以打开边区西北局面为目的，集中主力破击涞（源）灵（丘）公路，夺取涞源、灵丘两城，并以主力一部于同蒲铁路东侧，积极配合第120师作战；第120师以截断同蒲铁路北段交通为目的，集中主力彻底破坏同蒲铁路宁武至轩岗段；第129师重点破击榆（社）辽（县）公路，并以收复榆社、辽县（今左权县）为目的，进行榆辽战役，并以主力一部破击白晋铁路北段。

　　晋察冀军区部队发起涞灵战役。驻涞灵地区之敌为日军驻蒙军独立混成第2旅团（司令部驻张家口）和第26师团（司令部驻大同）各一部共1500余人，另有伪军1000余人。晋察冀军区首长决心先夺取涞源县城，并拔除县城附近各据点。

　　具体部署是：以5个步兵团、2个游击支队、1个骑兵营、1个特务营组成右翼队，实施涞源地区作战；以2个步兵团、1个游击支队组成左翼队，首先准备阻击灵丘、广灵、蔚县方向可能增援涞源之敌，尔后在右翼队协同下，向灵丘及其附近敌据点发起攻击；以1个步兵团为总预备队。9月22日22时，在涞源战役发起的同时，第3团在团长邱蔚、政治委员邓经纬的指挥下，向东团堡发起进攻，激战至23日拂晓，占领东团堡西侧馒头山阵地。此时，日军施放毒气进行反击，第3团进攻受挫。入夜后，第3团再次发起攻击，与日军展开近战、夜战、白刃格斗，使其无法再施放毒气。几经血战，攻克东团堡外围阵地，日军退守核心阵地，顽抗待援。24日20时，第3团再次攻击，因日军再次施放毒气和我攻坚伤亡过重，开始转为围困作战。25日下午，日军开始焚烧据点内的粮食、武器，企图拼死突围。见此情况，第3团再次发起猛攻，残敌20余人见突围无望，援兵不到，被迫燃火自焚。此战从23日至26日，全歼日军170余人，我军共攻克涞源外围据点10余处。

　　10月7日至9日上午，左翼队在右翼队一部配合下，于灵丘、浑源一线，先后攻克南坡头、抢风岭、青磁窑等日军据点。9日下午，大同日军千余人增至浑源，并继续向灵丘地区进犯。同时，在易县、保定、定县一线，也发现大量敌人活动。聂荣臻司令员审时度势，果断决策，于10月10日结束了涞灵战役。此役共进行了18天，歼敌1100余人，我军亦付出较大伤亡。

　　第129师发起榆辽战役。驻榆辽地区之敌为日军独立混成第4旅团1个大队，另有2个大队驻和顺、昔阳、榆次之间，与榆辽地区之敌相互呼应。日军主要守备榆辽公路，企图使这条公路经武乡向西南伸展，与白晋铁路相连，以达其分割我太行北部地区的目的。为打破日军的企图，第129师在刘、邓首长指挥下发起榆辽战役。

　　9月23日23时，榆辽战役正式打响。在第386旅进攻榆社时，守敌400余人在飞机掩护下，依据城墙，负隅顽抗。旅长陈赓指挥部队3次强攻不下，改用挖坑道逼近城墙，实施坑道爆破，炸开缺口尔后发起攻击，一举全歼守敌，缴各种炮12门、轻重机枪17挺、步枪200余支。

　　从30日9时至次日零时，我军向敌连续发动10次攻击，经过15小时的激战，歼其大部。但残敌依托有利地形顽抗，与我军形成对峙。同时，辽县西援的日军400余人，已突破新编第10旅的狼牙山阻击阵地，对我构成前后夹击之势。为此，第129师撤出战斗，并结束榆辽战役，榆社复为日军占领。此次战役共歼灭日军近千人。

　　第120师发起同蒲铁路破击作战。为配合涞灵、榆辽方向的作战，第120师于破击战发起前，曾在同蒲铁路西侧进行了三打头马营，袭击奇村、楼板寨、忻口等敌军据点的作战，扫除了向同蒲铁路开进的障碍。9月22日，贺龙指挥第120师所属部队对同蒲铁路发起新的破击作战。为配合第120师发起同蒲铁路破击作战，邯（郸）济（南）铁路破击作战也在此期间先后打响。其中，第129师所属冀南军区在司令员陈再道、政治委员宋任穷的指挥下，以下辖5个军分区共12个团的兵力，对日军正在修筑的邯济铁路及沿线的重要公路线展开破击作战，共歼日伪军1700余人；晋察冀军区所属冀中军区部队在司令员吕正操、政治委员程子华的指挥下，以下辖5个军分区及直辖部队共17个团的兵力，向任丘、河间、大城、肃宁等交通沿线的日伪军发动攻势作战，从10月1日至12日，共攻克据点20余处，歼日伪军1500余人，破坏公路150公里。

　　避敌锋芒：分散部分主力部队与地方游击队和民兵开展游击战争，进行反击日军报复“扫荡”的作战……

　　日军遭到我军连续两个阶段的大规模打击后，深感八路军对其威胁的严重性。为稳定局势，巩固占领区，于10月上旬开始，陆续从正面战场调集部分兵力投入华北战场，对抗日根据地进行疯狂的报复“扫荡”。