1937年7月7日，日寇制造了震惊中外的卢沟桥事变，我国守军奋起抗击，从此揭开了抗日战争的帷幕。在这国家生死存亡的危急关头，我工农红军请缨出战，根据国共两党协议，中共中央在陕北洛川冯家村召开了政治局扩大会议，决定将中国工农红军主力改编为国民革命军第八路军，朱德任总指挥，彭德怀任副总指挥，叶剑英任参谋长，左权任副参谋长，任弼时任政治部主任，邓小平任政治部副主任，下辖115师、120师、129师，由林彪、贺龙、刘伯承分任3个师的师长。改编之后，我八路军115师343旅，便作为抗日先遣队在师政训处主任罗荣桓的率领下，向山西前线进发。

　　8月25日，中国工农红军前敌总指挥部改编为八路军总司令部，中国工农红军总政治部改编为八路军政治部，后勤系统由供给部、卫生部、兵站部组成，部长分别为赵尔陆、姜齐贤、叶季壮。由此构成国民革命军第八路军总部机构。

　　9月6日，八路军总部从陕西三原县云阳镇随120师出发东进，16日由芝川镇东渡黄河，进入山西荣河县(今万荣县荣河镇)，开赴华北抗日前线。在侯马，八路军总部领导人乘坐火车，经太原于24日到达五台县南茹村。在此之前的9月5日，中共中央军委副主席周恩来根据毛泽东同志“周宜即赴太原、大同晤阎，商好红军入晋后各事”的指示，与八路军副总指挥彭德怀、115师副师长聂荣臻、120师副师长肖克、129副师长徐向前以及程子华、南汉宸等同志先期到达太原。此时，第二战区司令长官阎锡山已前往雁门关一带的太和岭口前线指挥晋北军事，7日凌晨，周恩来、彭德怀等人在梁化之的陪同下赶到太和岭口同阎会商八路军入晋后的活动区域、作战原则、指挥等事宜，阎答应将以五台、阜平一线的八县划为八路军活动地区。并经阎同意成立统一战线性质的第二战区民族革命战争总动员委员会。

　　9月12日，根据全国战区编制规划，国民政府军事委员会将八路军改称国民革命军第18集团军，朱、彭分任总副司令。

　　五台县南茹村，是八路军总部出征以来第一个驻扎地，在南茹村的30天时间里，八路军总部指挥我115师首战平型关，一举歼灭日寇最精锐的板垣师团千余人，击毁汽车百余辆，缴获机枪20挺、步枪千余支，首战告捷，名震中外。戳穿了“皇军不可战胜”的神话，大大提高了我军的威望，八路军成了国人皆知的军队。接着，又指挥120师伏击雁门关，129师夜袭阳明堡飞机场等战斗，收复了宁武、阳方口、平鲁等地。根据前线和战争的需要，彭德怀、任弼时在这里就八路军恢复红军时期的政治委员和政治机关制度向中央提出了建议，并得到中央肯定。

　　疯狂的日军在晋北攻势受挫之后，又调集重兵由石家庄沿正太路西进，直驱娘子关，与北线日军相互策应，守卫该线的国民党部队望风披靡，溃不成军。为稳定山西民心，挫败日寇的锋芒，朱、彭总副司令率总部机关及129师、115师一部于10月22日离开五台，星夜南下，驰援娘子关。经寿阳、沾尚、马坊等地，到达和顺县石拐镇。至11月8日的半个多月时间里，总部指挥129师及115师344旅，连续在正太路南侧的旧关、东石门、七亘村、黄崖底、广阳等地给日寇以重创，先后歼敌4000余人，迟滞了日军西犯。出师两个月时间，总部指挥八路军部队与敌作战百余次，歼敌1.1万余人，有力地牵制了日军的进攻，粉碎了它企图三个月灭亡中国的梦幻。

　　日军频繁进攻，而国民党军节节败退。11月8日，太原失守。我八路军总部提出了分兵发动群众，收拾破碎河山，开展游击战争，创建敌后抗日根据地的口号。11月11日，总部在石拐镇召开领导干部会议，就八路军各师活动作出布置，由115师政委聂荣臻率该师独立团等部留五台一带成立晋察冀军区，由聂荣臻任司令员兼政委，唐延杰任参谋长，舒同任政治部主任，坚持游击战争;林彪率115师主力迅速转移至汾河流域和晋南进行发动群众工作;贺龙、关向应率120师仍留在同蒲路北段的晋西北活动;刘伯承、张浩率129师及暂归总部直接指挥的115师344旅，在正太路以南的晋东南地区依据太行山脉开展游击战争。