百團大戰(zhàn)是德國狂卷歐洲大陸，日本南向虎視美、英、法諸國獵物，并進一步強化對國民政府的戰(zhàn)略、政略、謀略攻勢時，八路軍在華北戰(zhàn)場發(fā)動的一次規(guī)?？涨暗姆磽魬?zhàn)。
1939年以來，華北日軍大力推行“治安肅正計劃”,實施“以鐵路為柱、公路為鏈，碉堡為鎖”的“囚籠政策”,依托既占交通線，不斷擴張，增設(shè)據(jù)點，加強守備，封鎖、切割各個抗日根據(jù)地。特別是橫貫太行山，連接山西太原至河北石家莊的正太鐵路， 日軍在鐵路沿線的大小城鎮(zhèn)、車站、橋梁、隧道附近密布據(jù)點，裝甲車穿梭巡邏；在鐵路兩側(cè)10至15公里的要點筑成堅固的外線要塞，從而阻斷了八路軍總部、第一二九師活動的太行抗日根據(jù)地與晉察冀抗日根據(jù)地間的聯(lián)系。正太鐵路沿線成為日軍進攻抗日根據(jù)地的前進基地。如何打破華北日軍的“囚籠政策”已是八路軍生存和發(fā)展的攸關(guān)問題。
“囚籠政策”是著名的軍事戰(zhàn)略家劉伯承對日軍分鎖、分割敵后抗日根據(jù)地的形象描述。針對華北日軍修筑鐵路、公路、大道、據(jù)點，分割、封鎖、壓迫包圍根據(jù)地，消滅八路軍的企圖，開展交通戰(zhàn)便成為敵后抗日游擊戰(zhàn)的主要斗爭形式。八路軍在1940年上半年先后發(fā)動了平漢路、白晉路、武沙路等一系列的交通破擊戰(zhàn)，并取得了巨大的成功。這一戰(zhàn)術(shù)的成功運用引起了八路軍總部及其高級將領(lǐng)的高度重視。1940年2月7日，八路軍總司令副總司令朱德彭德懷聯(lián)名致電八路軍各指戰(zhàn)員，要求從總體上認識日軍筑路行動的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)意義。第一二九師師長劉伯承指出開展敵我交通斗爭，破壞日軍的鐵路、公路是遲滯和牽制日軍行動的有效形式。第一二九師政委鄧小平提議：“面向交通線。主力軍、地方軍和廣大人民群眾相結(jié)合，廣泛、深入地展開交通斗爭，反擊日寇的‘囚籠政策’?！雹儆需b于此，4月1日朱、彭命令八路軍各部配合，自本月10日始對日軍發(fā)動一次總破襲戰(zhàn)。4月中旬，朱德奉中共中央命令赴洛陽同國民黨第一戰(zhàn)區(qū)司令長官衛(wèi)立煌談判國共摩擦問題，爾后轉(zhuǎn)赴延安參加“七大”。彭德懷繼續(xù)籌劃戰(zhàn)役的實施方案。4月底，彭德懷派八路軍副總參謀長左權(quán)前往第一二九師師部同劉伯承、鄧小平及晉察冀軍區(qū)司令員聶榮臻等人商討華北戰(zhàn)局，共同提出破襲正太路，打通晉察冀和太行抗日根據(jù)地的意見。這一建議由左權(quán)上報彭德懷。戰(zhàn)役設(shè)想初成腹案。
1940年夏秋，歐洲戰(zhàn)局急轉(zhuǎn)直下，德國橫掃大半個歐洲，法國投降，英倫三島垂危。日本進行太平洋戰(zhàn)爭的欲望急速膨脹，加強政略、戰(zhàn)略、謀略進攻，全力迫使重慶國民政府屈服，快速解決“中國事變”,將其變?yōu)槟线M的戰(zhàn)略基地，成為日本對華戰(zhàn)略的重點指導(dǎo)方針。7月27日，日本政府和大本營聯(lián)席會議通過《適應(yīng)世界形勢演變的時局處理綱要》,力求“改善內(nèi)外形勢，促使迅速結(jié)束中國事變”,為此要運用政略戰(zhàn)略的一切手段，“迅速迫使重慶政權(quán)屈服”。②據(jù)此，日本當局除重點推進對重慶國民政府的政治誘降“桐工作”(日蔣港澳密談代號)外，積極對重慶國民政府實施大規(guī)模的軍事打擊，企圖用又打又拉的手法，迫使其就范。從5月1日開始， 日軍發(fā)動了繼武漢會戰(zhàn)以來規(guī)模空前的棗宜作戰(zhàn)，使重慶國民政府進一步感到“日軍逼進”的危機。爾后以宜昌等地為基地.加緊對重慶等大后方城市實施瘋狂的戰(zhàn)略轟炸，以動搖國民政府的抗戰(zhàn)意志。繼之，運用外交手段，于6月20日迫使法國全面封鎖中越邊境，準允日本軍事人員入越監(jiān)視對華禁運。7月18日迫使英國簽訂封鎖中國西南國際交通線，關(guān)閉滇緬路三個月的協(xié)定，香港對外通道也同時關(guān)閉，中國獲取外援的西南國際交通線被切斷。日本海軍也強化了對華中、華南海岸線的封鎖。 日軍還揚言要“南取昆明，中攻重慶，北犯西安”。日軍的全面攻勢，造成大后方震動，投降活躍，中間派悲觀，中國處于“空前投降危險與空前抗戰(zhàn)困難的時期”。③在這一局勢下，中共中央于7月7日發(fā)表對時局的宣言，號召全黨全軍渡過困難，克服投降危險，爭取時局好轉(zhuǎn)。重慶中共中央辦事處建議八路軍在敵后以勝仗鼓舞人心。于是八路軍總部決定將業(yè)經(jīng)醞釀的正太路破擊戰(zhàn)設(shè)想付諸實施，以猛烈的手段打擊日軍政略戰(zhàn)略攻勢，促進全國抗戰(zhàn)向健康的方向發(fā)展。
7月中旬左右，八路軍副總司令彭德懷第二次派副總參謀長左權(quán)赴第一二九師向劉伯承、鄧小平征詢發(fā)動大規(guī)模交通破擊戰(zhàn)的意見，劉、鄧均表示贊同。隨后，彭德懷主持召開了總部軍事會議，北方局書記楊尚昆也參加了會議，正太路破擊戰(zhàn)正式形成具體方案。7月22日，八路軍總部向晉察冀軍區(qū)、第一二九師、第一二○師下達《關(guān)于破擊正太路戰(zhàn)役的預(yù)備命令》,同時上報中共中央軍委。命令指出：“由于國際形勢的變動，我西南國際交通被截斷，國內(nèi)困難增加，敵有于八月進攻西安，截斷西北交通之消息。似此，一部分大地主大資產(chǎn)階級之更加動搖，投降危險亦隨之嚴重，我軍應(yīng)以積極行動在華北戰(zhàn)場上開展較大勝利的戰(zhàn)斗，破壞敵人進攻西北計劃，創(chuàng)立顯著的戰(zhàn)績，影響全國的抗戰(zhàn)局勢，興奮抗戰(zhàn)的軍民，爭取時局好轉(zhuǎn)?！薄盀榇驌魯持艋\政策’,打破進犯西安之企圖，爭取華北戰(zhàn)局更有利的發(fā)展，”決定大舉破擊正太路。④同時對其他重要鐵路，特別是平漢路、同蒲路，應(yīng)有組織計劃地總破襲，以配合正太路破襲戰(zhàn)的行動。規(guī)定直接參加正太路作戰(zhàn)的兵力應(yīng)不少于二十二個團，晉察冀軍區(qū)派出十個團，第一二九師派出八個團，第一二○師派出四至六個團，總部炮兵團大部及工兵一部參加作戰(zhàn)；其他鐵路線配合作戰(zhàn)的兵力由各軍區(qū)自行決定。各軍區(qū)和參戰(zhàn)部隊遵令投入戰(zhàn)役的各項動員準備工作。
8月8日，八路軍總部下達《戰(zhàn)役行動命令》,確定了戰(zhàn)役部署和作戰(zhàn)地域區(qū)劃：晉察冀軍區(qū)以主力十個團破襲正太路東段平定(不含)至石家莊段，重點破壞娘子關(guān)、平定段；第一二九師以主力八個團附總部炮兵團一個營破襲平定(含)至榆次段，重點破襲陽泉、張凈段；第一二○師以四至六個團破襲平遙以北同蒲路及汾離公路，以重兵配署于陽曲南北地區(qū)，阻敵向正太路增援。同時，規(guī)定各集團對其他有關(guān)鐵路、公路也必須以足夠的兵力進行破襲，相機收復(fù)某些日偽據(jù)點，阻擊可能向正太路增援之敵?？偛刻貏?wù)團集結(jié)下良、西營地區(qū)待命。戰(zhàn)役統(tǒng)一由總部直接指揮，發(fā)起時間為8月20日。至8月中旬，所有參戰(zhàn)部隊和數(shù)萬民兵、民工已完成集結(jié)，悄然待命。
8月20日晚8時正，八路軍各參戰(zhàn)部隊避開日軍外圍據(jù)點，從南北兩側(cè)向正太路全線突然發(fā)起進攻，隨之迅速擴展到除山東以外的整個華北地區(qū)和主要交通線，作戰(zhàn)地區(qū)綿亙晉冀大部，熱、察、綏等各一部，包括正太路、平漢路、同蒲路、津浦、平綏路、北寧路、德石路、滄石路、白晉路等鐵路沿線及晉冀境內(nèi)的許多公路沿線，戰(zhàn)線長達五千余里。駐扎在這些地區(qū)和交通線上的日軍第一一○、第三十六、第三十七師團及其他師團部分兵力和獨立第一、第三、第四、第八、第九、第十五、第十六混成旅團、騎兵集團等部隊20余萬人，偽軍15萬人，特別是駐扎在正太路沿線及附近的獨立第四混成旅團(陽泉)、獨立第九混成旅團(太原)、獨立第八混成旅團(石家莊)等部事先毫無所知，措手不及，被突如其來的槍炮聲、爆炸聲、喊殺聲驚憾得不知所向，一時全線被動。整個華北地區(qū)的主要鐵路干線和公路干線幾乎全部陷于八路軍和人民群眾的大破襲之中，主力部隊攻打據(jù)點、車站、橋梁、碉堡，廣大民兵和群眾涌向鐵路、公路，迅速拆軌破路。22日，八路軍參加總兵力遠遠超出戰(zhàn)役部署的原定數(shù)目，其中晉察冀軍區(qū)達39個團，第一二九師達46個團，第一二○師(包括決死第二、第四縱隊、工衛(wèi)旅、暫一師等)達20個團，總計105個團二十余萬人，另有大批地方游擊隊和民兵。八路軍副總司令彭德懷、副總參謀長左權(quán)遂決定將這次大破擊戰(zhàn)命名為“百團大戰(zhàn)”,向各兵團發(fā)出電示并上報中共中央軍委和國民政府軍事委員會及第二戰(zhàn)區(qū)司令長官閻錫山、第一戰(zhàn)區(qū)司令長官衛(wèi)立煌。
百團大戰(zhàn)經(jīng)歷了兩個主動進攻階段和一個反“掃蕩”階段。
第一階段自8月20日至9月10日，中心任務(wù)是破壞華北主要鐵路、公路交通線，重點是摧毀正太路。
正太路橫貫太行山，全長249公里，是平漢鐵路與同蒲鐵路的連接線和日軍在華北地區(qū)的重要戰(zhàn)略交通線、補給線。該線的陽泉、井陘煤礦是日軍的重要鋼鐵能源基地， 日軍在鐵路沿線構(gòu)筑據(jù)點五十余個，外圍據(jù)點數(shù)十個，配置重兵守備。根據(jù)八路軍總部部署，晉察冀軍區(qū)在司令員聶榮臻指揮下，將參戰(zhàn)兵力步兵18個團、騎兵1個團又2個營、炮兵3個連、工兵1個連和5個游擊支隊分編為左中右3個縱隊、一支牽制部隊和總預(yù)備隊，破襲正太路東段。右路縱隊第五、第十九團向娘子關(guān)至亂柳段日偽據(jù)點發(fā)起猛攻，激戰(zhàn)三小時，攻克天險娘子關(guān)，殲滅守敵一百余人。21日上午，又迅速破壞了娘子關(guān)以東的鐵路橋，切斷日軍各鐵路據(jù)點的通訊聯(lián)絡(luò)，各據(jù)點日軍陷入各自為戰(zhàn)的困境。從20日至27日，該路縱隊兩度攻入娘子關(guān)及磨河灘、移穰車站，并攻克巨城，炸毀巖會附近九孔大石橋、移穰東面八孔石橋和三孔石橋以及程家隴底、西武莊間石橋，燒毀程家隴底木橋，破壞了程家隴底至磨河灘間的鐵路，娘子關(guān)至亂柳段日軍交通完全斷絕。中央縱隊第二、第三、第十六團及井(陘)獲(鹿)支隊一部向娘子關(guān)至微水段和井陘煤礦發(fā)起進攻，21日晨攻克乏驢嶺、地都、南峪、北峪、賈莊、南正、蔡莊等據(jù)點，殲滅日軍數(shù)百人，炸毀乏驢嶺鐵橋及北峪石橋，南正至微水鐵路悉遭破壞。同時，攻占日軍在華北的重要煤炭供應(yīng)基地井陘煤礦，全殲守敵，炸毀和焚燒了全部機器設(shè)備，并引水淹沒了新礦和舊礦，⑤使該礦在半年內(nèi)無法開工，損失達一億元之巨。在井陘戰(zhàn)斗中，八路軍戰(zhàn)士從戰(zhàn)火中救出兩名日本小女孩，軍區(qū)司令員聶榮臻派人送往日軍據(jù)點，并致函闡明了八路軍的革命人道主義立場，譴責日本軍國主義的侵略罪行，引起了日軍內(nèi)部的極大震動。左路縱隊冀中警備旅第二團、軍區(qū)特務(wù)團、平井獲支隊向微水至石家莊段發(fā)起進攻，先后攻擊了巖峰、上安據(jù)點，襲入頭泉車站，破壞了巖峰至威州公路、電線，爾后破擊了平山、獲鹿、微水、巖峰間公路。在此期間，冀中軍區(qū)動員群眾十余萬人，配合部隊將本地區(qū)的公路幾乎全部破壞。冀東軍民破擊了北寧鐵路北平至山海關(guān)段、津浦鐵路德州以北段以及滄石、平大公路，另有七八個縣內(nèi)公路悉遭破壞，電線被割斷，并一度攻入唐山市，封鎖遵化縣，攻克趙各莊、唐莊子等日偽據(jù)點。
第一二九師在師長劉伯承、政委鄧小平指揮下，抽調(diào)步兵十個團又三個營、工兵四個連組成左、右翼破擊隊和平(定)和(順)支隊及總預(yù)備隊，破襲正太路西段。左翼破擊隊第三八六旅第十六團、決死第一縱隊第二十五、第三十八團等部向壽陽至榆次段發(fā)起攻擊。經(jīng)過一晝夜激戰(zhàn)，第十六團攻入蘆家莊車站，連克碉堡四座，殲敵八十余人，繳槍五十余支，并炸毀蘆家莊至段廷間橋梁；第三十八團攻占上湖、和尚足車站；第二十五團攻克馬首車站。右翼破擊隊新編第十旅第二十八、第三十團等部向陽泉至壽陽段發(fā)起攻擊。21日黎明，第三十團進攻桑掌、鐵爐溝，全殲守敵一百三十余人。第二十八團進攻狼峪、張凈、芹泉等車站。至31日，該路破擊隊先后攻克桑掌、燕子溝、狼嶺、芹泉、坡頭、辛莊、賽魚、鐵爐溝、小莊、張莊等車站和據(jù)點。總預(yù)備隊第三八五旅第七六九團、第十四團、第三八六旅第七七二團等部攻占正太路外圍據(jù)點平定西南冶西，殲滅守敵大部；圍困落摩寺日軍達十天之久，最后將其全部消滅。
在正太路西段破擊戰(zhàn)中，陽泉獅垴山戰(zhàn)斗最為激烈。獅垴山位于陽泉西南四公里處，是進入陽泉的門戶和正太路西段的咽喉要地。戰(zhàn)役開始后，為掩護主力部隊破擊作戰(zhàn)，防止日軍從側(cè)背攻擊，總預(yù)備隊以第十四團控制獅垴山，威脅陽泉日軍。駐守陽泉的日軍獨立第四混成旅團為了挽救各守備部隊被分而殲之的命運，扭轉(zhuǎn)陽泉的被動局面，從21日至26日集中陽泉日軍并武裝僑民數(shù)百人在航空兵的配合下，施放毒氣，猛攻獅垴山，第十四團官兵頑強抵抗，堅守六晝夜，殲敵四百余人，保證了主力部隊破擊戰(zhàn)的順利進行。
在破擊戰(zhàn)中，廣大民兵和群眾冒著槍林彈雨，隨著破擊部隊炸路、炸橋，將該段橋梁、隧道、水塔、車站、據(jù)點等建筑物大量削平，使正太路西段完全陷于癱瘓，除陽泉、壽陽等少數(shù)據(jù)點外悉被第一二九師控制。 日軍戰(zhàn)史中記載正太路破擊戰(zhàn)的狀況稱：“正太路沿線各小據(jù)點(以分隊為主)大半已被消滅，可以望見沿途制高點中共部隊的了望哨，各處鐵路枕木被炸毀，鐵軌被拆除，鐵路橋梁大部遭到破壞或損失?！雹奁陂g，冀南軍民破壞了平漢路元氏以南至安陽段，太岳軍民破壞了同蒲路榆次至臨汾段以及白晉公路平遙壺關(guān)段、德石、邯(鄲)長(治)和臨(汾)屯(留)等公路，使日軍在這些地區(qū)的交通全部中斷。
第一二○師在師長賀龍、政委關(guān)向應(yīng)指揮下，組織20個團分段破擊同蒲路北段和晉西北主要公路。21日零點30分，第三五八旅強襲忻(縣)靜(樂)公路上日軍最大的據(jù)點康家會，全殲守敵及增援日軍百余人。繼之又強襲豐潤，25日攻克豐潤山碉堡，再攻猬集山下大廟日軍，由于日軍援軍到達，遂主動撤出。獨一旅先后襲擊寨子村、嵐縣、石門鄢、寺圪塔等日偽據(jù)點，破壞峪口至圪洞公路數(shù)公里，伏擊班家莊以西日偽小股部隊。31日，獨二旅第七一四團攻克同蒲路日軍重要據(jù)點陽方口，殲滅守敵一百二十余人，切斷同蒲路。新軍暫一師一度攻入五寨縣城。決死第二、第四縱隊切斷了汾(陽)離(石)公路，并攻入王家屯日偽據(jù)點。第三五九旅第七一七團多次襲擊柳林日軍。工衛(wèi)旅破壞了太(原)汾(陽)公路。至8月31日，第一二○師在晉西北先后作戰(zhàn)一八○余次，殲滅日偽軍八百余人，一度切斷同蒲路北段和忻靜、汾離、太汾等公路。
日軍華北方面軍在弄清楚八路軍大規(guī)模進攻的情況后，立即調(diào)集部隊向正太路增援，并命令平漢路北段部隊沿鐵路線對八路軍進行“掃蕩”。其所屬第一軍調(diào)集十個步兵大隊，配屬炮兵共約八千余人對正太路以南昔陽、和順地區(qū)的第一二九師以六路進行合圍。在同蒲路北段， 日軍也開始向第一二○師進行反擊。在正太路東段， 日軍從冀中、冀南抽調(diào)五千余人，增援石家莊、娘子關(guān)及其以北地區(qū)，配合獨立第八混成旅團向晉察冀部隊反撲。
8月26日，八路軍總部根據(jù)敵情變化，下達第二步行動方案，指示在正太路不能繼續(xù)堅持作戰(zhàn)或徹底完成正太路戰(zhàn)役任務(wù)的情況下，行動方針應(yīng)是乘勝開展正太路兩側(cè)作戰(zhàn)，收復(fù)深入各抗日根據(jù)地內(nèi)的某些日偽據(jù)點，繼續(xù)堅持正太路的游擊戰(zhàn)，以縮小敵占區(qū)，擴大戰(zhàn)果。具體部署以晉察冀軍區(qū)至少四個團的兵力，力求收復(fù)上、下社以北各日偽據(jù)點，并向太原、壽陽、盂縣以北，定襄、忻縣以南開展工作；另以三個團的兵力堅持壽陽至石家莊正太線南北游擊戰(zhàn)。第一二九師以至少四個團的兵力進擊和遼公路，力求收復(fù)和、遼兩縣，另以二個團的兵力堅持陽泉以西及榆次地區(qū)的游擊戰(zhàn)，打通同晉西北抗日根據(jù)地的聯(lián)系。第一二○師以一部乘勝撥除根據(jù)地腹地的日偽據(jù)點，另以九個團的兵力繼續(xù)破襲同蒲路忻縣至太原段，開展太原、交城地區(qū)工作，打通與陜甘寧邊區(qū)和晉東南抗日根據(jù)地的交通。⑦31日，八路軍副總司令彭德懷指示各參戰(zhàn)部隊繼續(xù)擴大戰(zhàn)果，徹底破壞正太路、同蒲路忻縣至朔縣段，使三個基本區(qū)連成一片。9月2日，八路軍總部又命令從本月3日始結(jié)束正太戰(zhàn)役，各參戰(zhàn)部隊按8月26日指示，轉(zhuǎn)移兵力，利用正太路破壞和敵人不便行動之機，實施第二步行動計劃。同日，晉察冀軍區(qū)決定利用日軍集中兵力向正太路南側(cè)反擊北側(cè)空虛之機，以第二、第五、第十六、第十九團等部發(fā)動盂北戰(zhàn)役，消滅上、下社日軍，奪取盂縣，并向西煙、宗艾進擊。戰(zhàn)役尚未展開，盂北上、下社日軍即于5日夜逃向盂縣城。八路軍乘機追擊，殲滅該敵大部，殘敵四十余人于9日夜逃到盂縣城。西煙村日軍遭到攻擊后，大肆施放毒氣，爾后在盂縣日軍二百余人接應(yīng)下于11日退至盂縣城。4日，日軍從陽泉、壽陽以南反擊部隊中抽調(diào)二千余人增援盂縣方面，晉察冀軍區(qū)以第三團和第四軍分區(qū)特務(wù)營等部再度襲擊娘子關(guān)日軍據(jù)點和井陘煤礦，牽制日軍的兵力調(diào)動。10日，晉察冀軍區(qū)以第五、第十九團配置盂北孟東地區(qū)待命，策應(yīng)第一二○、第一二九師行動，其余各部向根據(jù)地東部、東北部相機轉(zhuǎn)移。
日軍獨立第九、第四混成旅團及其配屬部隊第三十六、第四十一師團的三個大隊分別于9月1日向正太路南側(cè)反撲，2日開始以松塔、安豐、馬坊地區(qū)為中心合圍第一二九師。第一二九師以四個團的兵力實施機動作戰(zhàn)，與敵周旋，其中第三八六旅第十六團和決死第一縱隊第三十八團在卷峪溝頑強抗擊日軍兩個大隊一千五百余人，殲敵二百余人，成功地掩護師領(lǐng)導(dǎo)機關(guān)、后勤機關(guān)及其他部隊越出日軍合圍圈，然后撤退待機。4日，日軍經(jīng)兩天“掃蕩”后開始返回，6日第三八六旅和決死第一縱隊在榆社以北約二十公里的雙峰地區(qū)，將日軍獨立第四混成旅團一個大隊(歸其指揮的第三十六師團一個大隊)約四百余人突然包圍，經(jīng)一晝夜激戰(zhàn)，全殲該敵，大隊長永野被擊斃。
第一二○師繼續(xù)破擊同蒲路忻縣至太原段，壓迫該線日軍無法增援正太路，以策應(yīng)第一二九師對日軍的反擊。
日軍對正太路南側(cè)第一二九師的反擊，受到多方牽制，被迫陸續(xù)回調(diào)陽泉、壽陽、盂縣等地，并以一部分兵力轉(zhuǎn)向?qū)x察冀軍區(qū)八路軍進攻。9月10日，八路軍總部下令結(jié)束第一階段作戰(zhàn)，進行第二階段的作戰(zhàn)準備。
戰(zhàn)役第一階段由于部署周密，準備充分，嚴格保守軍事機密，部隊行動迅速，充分發(fā)揮了戰(zhàn)役的突然性，給日軍以沉重打擊。八路軍參戰(zhàn)部隊經(jīng)過20天破擊作戰(zhàn)，共毀壞鐵路625公里、公路1530里、橋梁78座、車站19個、隧道8個、煤礦2座、碉堡67個、電桿12萬根，收割電線48萬又6百斤，拆除鐵軌12萬4千余根、枕木112萬余根，破壞火車9列、機車6個、汽車37輛、裝甲車和坦克10輛；進行大小戰(zhàn)斗365次，斃傷日軍4385人、偽軍1800余人，俘日偽941人；八路軍官兵傷亡4189人，中毒1610人。⑧嚴重破壞了正太路，徹底摧毀達三分之二以上，使該線在短期內(nèi)無法通車。但八路軍總部提出的徹底毀滅正太路和同蒲路忻縣至朔縣段，使三個基本根據(jù)地連成一片的戰(zhàn)略設(shè)想未能實現(xiàn)。
戰(zhàn)役第一階段的勝利，鼓舞了全國抗戰(zhàn)軍民的抗戰(zhàn)信心，從華北敵后至大后方祝賀電文、信件從四面八方飛向延安、八路軍總部。全國許多報刊紛紛報道勝利的消息。不少人自發(fā)募捐，慰勞八路軍。延安召開了慶祝大會，蔣介石也于9月11日向朱德、彭德懷發(fā)出嘉獎電。9月10日，中共中央指示在華北“應(yīng)擴大百團戰(zhàn)役行動到那些尚未遭受打擊的敵人方面去，用以縮小敵占區(qū)，擴大根據(jù)地，打通封鎖線，提高戰(zhàn)斗力”,⑨實現(xiàn)“擊敵和友”的軍事行動總目標。蔣介石在嘉獎電中也指出“速飭所部積極行動，勿與敵喘息機會，徹底斷絕其交通”;并“電飭其他各戰(zhàn)區(qū)出擊，以策應(yīng)貴部作戰(zhàn)”。八路軍總部遂根據(jù)第一階段作戰(zhàn)狀況和日軍兵力不足的弱點于16日下達第二階段作戰(zhàn)命令，指出本階段的中心目的是擴大戰(zhàn)果；作戰(zhàn)的基本方針是繼續(xù)破擊日軍交通線，重點是摧毀各交通線兩側(cè)和深入根據(jù)地的某些日偽據(jù)點。作戰(zhàn)部署為第一二○師集結(jié)主力破擊同蒲路寧武至軒崗段；晉察冀軍區(qū)集結(jié)主力破擊淶靈公路，奪取淶、靈兩城(主要是淶源),并以有力一部在同蒲路東側(cè)配合第一二○師作戰(zhàn)；第一二九師進行遼榆地區(qū)作戰(zhàn)，并以有力一部不斷破擊白晉鐵路北段，達到克復(fù)榆社、遼縣的目的。冀中、冀南部隊集結(jié)主力徹底毀滅滄石、德石、邯濟鐵路，阻敵修復(fù)各該鐵路；挺進軍以有力部隊在平漢路北段、平綏路及北平城郊積極活動；冀中部隊以有力一部在北寧路及津浦路北段活動，不斷破路傾車，擴大影響，阻敵增援。
第二階段戰(zhàn)役從9月22日開始至10月上旬結(jié)束。
9月22日，晉察冀軍區(qū)發(fā)動淶(源)靈(丘)戰(zhàn)役。淶源駐有日軍駐蒙軍獨立第二混成旅團(司令部設(shè)張家口)獨立步兵第四大隊，靈丘駐有第二十六師團(司令部設(shè)大同)獨立步兵第十一聯(lián)隊，兩部約一千五百人，另有偽軍一千余人。晉察冀軍區(qū)以第一、第二、第三、第二十、第二十五團及第一、第三游擊支隊、第一軍分區(qū)特務(wù)營、軍區(qū)騎兵第一團一個營，共約1.5萬人組成右翼隊，實施淶源地區(qū)作戰(zhàn)，首先奪取淶源，克復(fù)附近據(jù)點，阻敵增援，爾后協(xié)助左翼隊相機奪取靈丘；以第六、第二十六團和察綏游擊支隊，共約五千余人組成左翼隊，首先阻敵增援，配合右翼隊在淶源地區(qū)作戰(zhàn)(第六團暫歸右翼隊指揮),爾后在右翼隊策應(yīng)和協(xié)助下，奪取靈丘及附近日偽據(jù)點。22日晚10時，右翼部隊向淶源縣城發(fā)起猛烈攻擊，經(jīng)一夜激戰(zhàn)，奪取東、西、南城關(guān)和兩個外圍據(jù)點，基本肅清城關(guān)日軍，殘敵退入城內(nèi)，憑依有利地形和堅固工事死守。攻城部隊由于缺乏重武器，攻擊未能奏效，遂從23日移兵集中鏟除其他外圍據(jù)點，并于當日夜克淶源城東約十公里處的三甲村據(jù)點，25日進攻淶源東北約二十五公里的東團堡據(jù)點，全殲守敵日軍獨立第二混成旅團一個教導(dǎo)隊一百三十余人，接著攻克淶源城北約六公里的金家井、城南約十五公里的插箭嶺等外圍據(jù)點。至26日，右翼隊和冀熱遼挺進軍第九團相繼克復(fù)桃花堡、白樂堡、吉家莊、辛莊、北口等十余個據(jù)點。28日，日軍獨立第二混成旅團集結(jié)張家口附近各據(jù)點部隊三千余人分乘汽車，在飛機、坦克掩護下，急速增援淶源，并于當日進抵淶源縣城。晉察冀軍區(qū)于是決定放棄攻打淶源縣城周圍據(jù)點，轉(zhuǎn)移攻勢于靈丘地區(qū)。10月7日至9日，左翼隊在右翼部隊支援下，相繼攻克靈丘、淶源一帶的南坡頭、搶風嶺、青磁窯、黃臺寺等日軍據(jù)點。9日下午，大同日軍第二十六師團獨立步兵第十二聯(lián)隊第二大隊等部一千三百余人從張家口馳援至渾源，并向靈丘地區(qū)進犯。同時，淶源、易縣、保定、望都、定縣、完縣、唐縣、五臺、曲陽等地日軍集結(jié)兵力，準備糧彈，活動頻繁。鑒于上述情形，軍區(qū)判斷日軍可能趁八路軍主力在靈丘、渾源、廣靈地區(qū)作戰(zhàn)，大規(guī)模進攻根據(jù)地，于是于10日決定結(jié)束淶靈戰(zhàn)役，準備反擊日軍對根據(jù)地可能的進攻。此役經(jīng)時18天，共斃傷日偽軍1024個，俘日軍49人，偽軍237人；八路軍傷亡1419人。
為配合淶靈戰(zhàn)役，冀中軍區(qū)第八軍分區(qū)以第十八、第二十三、第三十團等部十個營，約八千五百余人發(fā)起任(丘)河(間)大(城)肅(寧)戰(zhàn)役。當時深入第八軍分區(qū)區(qū)域的日軍大約有二千余人，守備該區(qū)域內(nèi)的44個據(jù)點。冀中軍區(qū)根據(jù)日軍兵力分散且裝備優(yōu)良的特點，決定采取機動突襲戰(zhàn)術(shù)，不進行固定戰(zhàn)線上的正面作戰(zhàn)以免日軍利用平原發(fā)揮其優(yōu)勢。第八軍分區(qū)以第三十團為右翼梯隊，打擊左側(cè)津浦路沿線日軍，并阻敵增援；以第十八團為左翼梯隊，打擊日軍右翼，采取躍進式的作戰(zhàn)方法奔襲于肅寧、河間之間，牽制日軍以利中央梯隊作戰(zhàn)；以第二十三團為中央梯隊，直接深入日軍心腹區(qū)域，在任丘、河間之間尋機殲敵。同時，為隱蔽作戰(zhàn)意圖和保證戰(zhàn)役發(fā)動的突然性，冀中軍區(qū)命令其他軍分區(qū)部隊在外線廣泛出擊，以行配合之效。10月1日，第八軍分區(qū)左右兩翼部隊首先按照預(yù)定計劃向日軍發(fā)起猛攻，并迅速將日軍吸引至兩翼，中央梯隊趁機楔入日軍守備的中心區(qū)域任河地區(qū)。八路軍兩翼牽制，中間突破的戰(zhàn)術(shù)使日軍完全喪失戰(zhàn)斗主動權(quán)，處處挨打，疲于應(yīng)付。迄20日戰(zhàn)役結(jié)束，八路軍共斃傷日軍805人、偽軍322人，俘日軍3人、偽軍326人，摧毀日偽據(jù)點29處，破壞公路150公里，有力地牽制和打擊了日軍，但冀中軍區(qū)八路軍傷亡達573人。
在太行區(qū)，9月23日，第一二九師十個團的兵力發(fā)動榆(社)遼(縣)戰(zhàn)役。榆遼地區(qū)守敵為日軍獨立第四混成旅團第十三大隊以及與其相策應(yīng)的駐昔陽的第十一大隊、駐榆次的第十二大隊。由陽泉經(jīng)平定、和順、遼縣到榆社公路的榆遼段是深入太行根據(jù)地最深的一條公路，該地區(qū)日軍將榆遼公路作為重點守備區(qū)，企圖使該路向西南延伸，經(jīng)武鄉(xiāng)與白晉鐵路相連，達到分割太行根據(jù)地，實現(xiàn)正太、白晉兩線兵力機動的目的。日軍在長達45公里的榆遼公路上修筑了榆社、沿壁、王景、管頭、鋪上、小嶺底、石匣、遼縣等八個堅固的據(jù)點。第一二九師以第三八五旅(附第三十二團)為右翼隊，重點攻取管頭、鋪上、小嶺底等據(jù)點，另以一部據(jù)守狼牙山，阻擊遼縣西援日軍，并協(xié)助新編第十旅相機收復(fù)遼縣；以第三八六旅、決死第一縱隊各兩個團為左翼隊，重點攻取榆社、沿壁、王景等據(jù)點，并協(xié)同沁(縣)北支隊，夾擊由武鄉(xiāng)、故城北援日軍；以新編第十旅主力編組平(定)遼(縣)支隊，破擊平遼公路和順南北段，并牽制遼縣日軍；以太岳軍區(qū)第十七、第五十七團編組沁北支隊，破襲白晉鐵路沁縣至分水嶺段，鉗制日軍從白晉鐵路抽調(diào)兵力增援榆遼地區(qū)。為了隱蔽作戰(zhàn)意圖，轉(zhuǎn)移日軍視線，20日第一二九師以一部夜襲長治日軍機場，摧毀日機三架，傷一架，破壞機場部分設(shè)施。23日夜，左右兩翼作戰(zhàn)部隊同時向榆遼公路預(yù)定目標發(fā)起突然襲擊，經(jīng)一夜激戰(zhàn)，先后攻克小嶺底、鋪上等四個據(jù)點，截斷和遼路，榆、遼兩城守敵陷于孤立。左翼部隊乘勢直趨榆社城，守敵四百余人在飛機掩護下，頑抗據(jù)守，并施放毒氣，攻城部隊三次強攻均未成功，遂改為近迫坑道作業(yè)，25日下午坑道爆破成功，徹底摧毀城西南外圍工事主碉堡，突進城內(nèi)，全殲守敵。28日，進抵馬廄附近，準備與新編第十旅進攻遼縣。這時，和順、武鄉(xiāng)日軍獨立第四混成旅團第十一、第十二大隊共八百余人分別向遼縣和管頭增援。八路軍總部命令第一二九師立即停止進攻遼縣，以一部鉗制和順南援之敵，集中主力部隊移至遼縣西的紅崖頭、官地垴一帶，準備伏擊武鄉(xiāng)東援之敵。第一二九師遵令轉(zhuǎn)移兵力，猛攻管頭，29日夜全殲日偽1個加強中隊，克復(fù)管頭。30日上午9時左右，左翼部隊進入伏擊地區(qū)紅崖頭以南山地，右翼部隊正向伏擊地區(qū)開進時，武鄉(xiāng)東援日軍六百余人已越過伏擊區(qū)，先頭部隊與行進中的第三八五旅突然遭遇，已進入伏擊陣地的左翼部隊立即向該敵尾部、側(cè)翼展開攻擊，在15小時內(nèi)先后發(fā)動十次猛攻，殲敵大部。殘敵依據(jù)有利地形，拼死抵抗，雙方形成膠著態(tài)勢。10月1日黃昏，遼縣西援日軍五百余人突破狼牙山陣地，逼近左翼部隊指揮所附近，八路軍總部命令第一二九師各部撤出戰(zhàn)斗。榆遼戰(zhàn)役結(jié)束。
為策應(yīng)榆遼戰(zhàn)役，冀南軍區(qū)新四、七、八、九旅和冀西新十一旅大規(guī)模破擊了平漢路元氏至安陽段，炸毀大部分橋梁，一度攻入邢臺車站，破毀了石德路以及邯鄲公路的部分路基。太行區(qū)新一旅破毀了磁(縣)安(陽)、長(治)潞(城)公路，襲擊了長治日軍機場。沁北支隊破襲了白晉公路北段和同蒲鐵路南段。
在晉西北的第一二○師從9月中下旬之交開始破襲同蒲路寧武至忻縣段，重點為寧武至大牛店段。這一地帶是日軍華北方面軍第一軍和駐蒙軍的連接部，其中內(nèi)長城以北寧武至朔州段由駐蒙軍第二十六師團一個步兵大隊守備，內(nèi)長城以南忻縣至軒崗段第一軍獨立第三混成旅團一個步兵大隊守備，兩部日軍共二千余人。第一二○師針對日軍兵力配置，決定以第三五八旅攻擊原平至寧武段；獨一旅攻擊忻縣至原平段；獨二旅攻擊寧武至朔縣段；特務(wù)團在寧化堡附近保障后方聯(lián)絡(luò)線；新軍暫一師阻擊岢嵐、五寨增援日軍。第一二○師在進軍途中，先在寧化堡東南的杜家村殲滅日軍三百余人，在后河堡西北擊潰日軍一千余人。9月18日，夜襲同蒲路西側(cè)的頭馬營，全殲守敵及增援之敵一百余人。22日，襲擊了奇村、忻口、樓板寨等日偽據(jù)點，掃除了進軍障礙。當晚，各參戰(zhàn)部隊按照預(yù)定目標展開破擊。至26日，同蒲路北段交通再次被切斷。
在這一階段作戰(zhàn)中，八路軍太行區(qū)部隊進行大小戰(zhàn)斗152次，斃傷日偽軍2560人，破壞鐵路155里，公路338里，搗毀碉堡20余個；晉西北第一二○師、新軍及地方武裝進行戰(zhàn)斗55次，斃傷日偽軍1700余人，毀壞公路54公里，鐵路60公里，炸毀橋梁12座；晉察冀軍區(qū)殲滅日偽軍2600余人，攻克據(jù)點29個，破壞公路150里。⑩但八路軍的預(yù)定作戰(zhàn)目標并未達到，原定攻取的四座縣城，只攻占了榆社城(后又被敵奪去),其余三座均未攻克。這表明八路軍尚不具備強攻日軍堅固設(shè)防城市的實力和技術(shù)，而且日軍在遭受突然打擊后，加強了防范，增加了八路軍攻擊困難，造成了相當大的傷亡。
華北日軍連遭八路軍空前重擊，損失慘重，深感八路軍力量的嚴重威脅，為防止華北局勢再度惡化，盡速穩(wěn)定戰(zhàn)領(lǐng)區(qū)，遂結(jié)合第二期“肅正”作戰(zhàn)，除首先堅守和恢復(fù)各鐵路沿線據(jù)點，協(xié)同鐵路工程部隊修復(fù)鐵路與橋梁外，組織重兵從10月6日起向鐵路兩側(cè)及八路軍各抗日根據(jù)地發(fā)動大規(guī)模的報復(fù)性“掃蕩”。八路軍各部轉(zhuǎn)入反“掃蕩”作戰(zhàn)，百團大戰(zhàn)進入第三階段。
第三階段戰(zhàn)役自10月6日開始至次年1月24日結(jié)束，中心任務(wù)是反擊日軍對根據(jù)地的“掃蕩”。10月19日，八路軍總部下達反“掃蕩”作戰(zhàn)命令，要求各根據(jù)地黨政軍民緊密配合，進行深入的戰(zhàn)斗動員，將部隊集結(jié)于適當位置，堅決消滅進犯根據(jù)地的日軍一至兩路，并分散部分主力部隊協(xié)同地方游擊隊和民兵開展廣泛的游擊戰(zhàn)，堅決粉碎日軍的“掃蕩”。各根據(jù)地軍民遵照總部命令，投入反“掃蕩”作戰(zhàn)。
日軍“掃蕩”的第一個重點區(qū)域是晉東南抗日根據(jù)地，其目的是合圍和消滅活動于該地區(qū)的八路軍第一二九師。10月6日，日軍獨立第四混成旅團、第三十六師團各一部約一萬人，分別從遼縣、潞城附近以南北對進的方式，對太行區(qū)遼縣、武鄉(xiāng)、涉縣、榆社、潞城地區(qū)的八路軍部隊進行合圍，重點指向麻田、五家峪、磚壁、左會等中共中央北方局、八路軍總部、第一二九師領(lǐng)導(dǎo)機關(guān)和太行區(qū)黨政機關(guān)所在地。11日至17日，日軍三千余人“掃蕩”榆、遼、武間的濁漳河兩岸地區(qū)，第一二九師主力第三八五、第三八六旅、決死第一縱隊等部巧妙與敵周旋，外線活動的新十旅兩個團于10月14日在和順西南約十五公里的和遼公路弓家溝伏擊日軍汽車運輸隊，擊毀汽車四十余輛，殲滅日偽軍一百余人。分路“掃蕩”榆社、武鄉(xiāng)、遼縣的日軍被迫于17日撤回據(jù)點。20日，日軍近萬人又開始“掃蕩”清漳河?xùn)|西地區(qū)，22日進抵合擊地區(qū)，由于兩次“掃蕩”間隔較短，根據(jù)地軍民缺乏應(yīng)有的思想和組織準備，主力部隊未能及時轉(zhuǎn)移外線，只能在內(nèi)線被動抗擊，難以有效殲滅敵人，致使日軍在清漳河?xùn)|西地區(qū)連日大燒、大殺、大搶，實施其所謂的“毀滅性掃蕩”。25日，日軍第三十六師團一個大隊猛攻黎城境內(nèi)的黃崖洞兵工廠，第三八五旅第十四團經(jīng)三天激戰(zhàn)，才使兵工廠安全轉(zhuǎn)移。第一二九師為擺脫這種被動局面，決定集中主力殲滅一路日軍，震動敵人，迫使日軍不敢以大隊為單位單獨活動，以拉開反“掃蕩”作戰(zhàn)間隔，贏得機動。29日夜，“掃蕩”黃崖洞日軍五百余人開始經(jīng)武鄉(xiāng)東的關(guān)家垴，準備返回武鄉(xiāng)。第一二九師以主力第三八五、第三八六旅和新十旅及決死第一縱隊兩個團突然將該敵包圍，激戰(zhàn)至31日拂曉，殲其四百余人。當日下午，黃崖洞方面日軍約一千五百余人，在飛機支援下馳援被圍之敵，第一二九師急令參戰(zhàn)部隊撤出戰(zhàn)斗，殘敵倉皇向洪水逃去。增援日軍撲空后，轉(zhuǎn)而分路西進，合擊磚壁、王家峪、東田等八路軍總部及黨政機關(guān)，至11月4日第三八六旅掩護黨政機關(guān)安全轉(zhuǎn)移。5日，“掃蕩”日軍向白晉鐵路線撤退。至13日，日軍對太岳區(qū)的“掃蕩”暫告結(jié)束。
11月17日，日軍又以第三十六師團、第四十一師團及獨立第十六混成旅團各一部七千余人分別由白晉鐵路線上的南關(guān)鎮(zhèn)、沁縣、虒亭一線向南，由洪洞縣向東、由同蒲路南段的平遙、介休、霍縣向東進犯太岳區(qū)，三路日軍企圖合圍和消滅沁河上游郭道鎮(zhèn)、沁源地區(qū)的第一二九師部隊。這時，轉(zhuǎn)戰(zhàn)太行區(qū)的八路軍主力尚未返回，太岳區(qū)兵力薄弱，因此太岳軍區(qū)決定避其鋒芒，實施機動，在運動中尋機殲敵；將主力部隊組成沁東、沁西兩個支隊，轉(zhuǎn)移至日軍合擊圈外的沁河兩岸地區(qū)，待機消滅分散活動的日軍。23日，日軍進抵合擊地區(qū)后，因八路軍主力已轉(zhuǎn)移至外線，遂轉(zhuǎn)向分散“清剿”,實施野蠻的“三光政策”。據(jù)不完全統(tǒng)計，僅沁源一縣被害群眾就達五千余人，占全縣人口的十分之一，牲畜被殺害被搶走達1.7萬頭，房屋被燒毀三四萬間。(11)23日至27日，太岳軍區(qū)利用日軍四出“清剿”,兵力分散的機會，沁西支隊先于官灘殲滅日軍百余人，后于胡漢坪、馬背地區(qū)殲敵一百六十余人；沁東支隊在光凹、陳家溝、龍佛寺、吾元鎮(zhèn)、南衛(wèi)村重創(chuàng)日軍。12月5日，日軍分路撤出太岳區(qū)。
晉察冀邊區(qū)是日軍“掃蕩”的另一個重點區(qū)。 日軍調(diào)集駐蒙軍、第一軍和第一一○、第二十七師團及臨時第一○一混成旅團、獨立第十五旅團各一部、偽軍共計一萬余人，從10月13日開始分兵十路，由淶源、易縣、行唐、靈壽、五臺等地出動，圍攻平西根據(jù)地中心區(qū)三坡和齋堂。日軍汲取冒險輕進教訓(xùn)，采取穩(wěn)扎穩(wěn)打，依據(jù)據(jù)點逐步推進的戰(zhàn)術(shù)攻擊前進。平西區(qū)八路軍在地方武裝和民兵配合下，展開廣泛的游擊戰(zhàn)以對付日軍的“掃蕩”,17日在齋堂以西的老婆嶺殲敵百余人，在昌平東北金山廟地區(qū)殲敵五十余人。至21日，日軍合圍進一步收縮，平西軍分區(qū)主力由三坡地區(qū)越出日軍合擊圈，向西南轉(zhuǎn)移至板城以東野孤、大臺一線。 日軍進入三坡地區(qū)后，大肆燒殺掠奪。10月底， 日軍主力撤出平西，留下二千余兵力在根據(jù)地內(nèi)修筑據(jù)點、公路。
11月9日，日軍調(diào)集第一一○師團、獨立第九混成旅團及偽軍一萬四千余人“掃蕩”北岳區(qū)，圍攻晉察冀軍區(qū)機關(guān)所在地阜平一帶。 日軍首先“掃蕩”北岳區(qū)東北部第一軍分區(qū)，爾后轉(zhuǎn)向第三軍分區(qū)，合擊阜平以北的臺峪。晉察冀軍區(qū)立即命令機關(guān)及主力部隊以分散的游擊戰(zhàn)，廣泛襲擊敵人，破壞日軍交通和后方補給線，并適時跳出日軍合擊圈，轉(zhuǎn)移外線。16日，日軍合擊臺峪、張家峪地區(qū)，未能及時轉(zhuǎn)移的游擊部隊傷亡百余人，司令員王溥和政治部副主任郝玉明犧牲。18日，日軍攻占阜平城，隨后由阜平中心區(qū)向外協(xié)同周邊各據(jù)點日軍向內(nèi)，反復(fù)“掃蕩”第三軍分區(qū)。21日夜，晉察冀軍區(qū)第二團選派三十余人組成便衣隊潛入黨城，襲擊日軍宿舍。26日，第一軍分區(qū)便衣四人潛入保定，襲擊了正在舉行會議的日軍，引起后方日軍的極大恐慌。至12月3日，日軍由于不斷遭到打擊，饑疲交困，撤退大部兵力，但仍留一千余人分別駐守阜平及王快、黨城和靈山地區(qū)，企圖長期盤踞，分割北岳抗日根據(jù)地。12月13日，晉察冀軍區(qū)集中第二、第三、第四、第六團四個團的兵力發(fā)起阜(平)王(快)戰(zhàn)役，以靈活機動的戰(zhàn)術(shù)打擊日軍，先后殲敵七百余人，迫使留駐日軍于1941年1月4日全部撤出，北岳區(qū)持續(xù)55天的反“掃蕩”作戰(zhàn)基本結(jié)束。晉察冀軍區(qū)共斃傷敵軍二千余人， 自己傷亡1382人。
晉西北的第一二○師從10月下旬也受到了日軍獨立第三、第十六混成旅團各一部四千余人的圍攻。 日軍“掃蕩”的重點是第八軍分區(qū)文水、交城地區(qū)和第三軍分區(qū)米峪鎮(zhèn)地區(qū)。12月中旬，日軍第一軍結(jié)束對晉東南“掃蕩”后，隨即調(diào)兵北上，抽調(diào)駐晉南的第三十七師團和晉東南的第四十一師團各一部，配合駐晉西北的獨立第三、第九、第十六混成旅團以及大同的第二十六師團一部共二萬余人，開始對晉西北實行全面“大掃蕩”。14日，日軍從太汾、汾離公路沿線據(jù)點集結(jié)五千余人的兵力，加強對第八、第三軍分區(qū)的“掃蕩”。同時，日軍四千余人從離石、柳林北犯臨縣。19日， 日軍六千余人從嵐縣、岢嵐“掃蕩”興縣和保德以南地區(qū)。至23日，日軍侵占了除保德、河曲以外的整個晉西北全部縣城、大部集鎮(zhèn)和黃河渡口，并開始有計劃地實行慘無人道的“三光政策”,使根據(jù)地遭到嚴重的摧殘和破壞。據(jù)不完全統(tǒng)計，晉西北被害群眾達五千余人，僅第四軍分區(qū)被搶被殺害的牲畜達五千余頭，被毀房屋、窯洞達一萬九千余間。晉西北軍區(qū)面對日軍的瘋狂“掃蕩”,以主力轉(zhuǎn)移至外線，相機襲擊敵人，以部分兵力配合地方游擊隊、民兵和廣大群眾，實行空室清野，開展廣泛的游擊戰(zhàn)，襲擊、牽制進攻之敵，斷敵補給線，掩護群眾轉(zhuǎn)移。由于晉西北軍民積極開展各種形式的游擊戰(zhàn)，連續(xù)與敵作戰(zhàn)近百次，迫使日軍由“清剿”改為修筑公路，建造據(jù)點，并在控制區(qū)域內(nèi)實行懷柔政策，企圖長期駐守，分割根據(jù)地。為了粉碎日軍的這一意圖，從27日起，第一二○師分散部分主力部隊與游擊隊、民兵相配合，展開游擊戰(zhàn)，并集中一定力量破擊敵人的交通線，伏擊敵人的運輸線。在根據(jù)地軍民的打擊下， 日軍修路重點計劃遭到徹底破產(chǎn)，被迫于1941年1月24日全部撤出。晉西北軍民在歷時40天的反“掃蕩”作戰(zhàn)中，共進行大小戰(zhàn)斗217次，殲敵2500余人，破壞公路125公里、橋梁23座。至此，歷時5個多月的百團大戰(zhàn)勝利結(jié)束。
根據(jù)八路軍總部于1940年12月10日公布的戰(zhàn)果，從8月20日至12月5日的三個半月中，華北八路軍共進行大小戰(zhàn)斗1824次，斃傷日軍20645人(內(nèi)有大隊長以上軍官18人)、偽軍5155人，俘日軍281人(內(nèi)有副大隊長、中隊長、小隊長8人)、偽軍18047人， 日軍自動投誠47人，偽軍反正1845人；繳獲各種槍支5942支(挺)、炮53門；拔除日偽據(jù)點299個；破壞鐵路474公里、公路1502公里、橋梁213座、火車站37個、隧道11個、煤礦5所、倉庫11所；焚毀日機6架、坦克和裝甲車等18輛。(12)此外，還繳獲其他軍用物資無數(shù)。其中日偽兵力損失加上晉察冀阜王戰(zhàn)役和晉西北后期反“掃蕩”斃傷人數(shù)，總計50980余人。八路軍和地方武裝傷11700人、亡5890人，敵我傷亡比例為1.46:1(13) (前三個半月)。
百團大戰(zhàn)作戰(zhàn)范圍之廣，戰(zhàn)線之綿長，投入兵力之多，規(guī)模之大，持續(xù)時間之長，戰(zhàn)果之輝煌是抗日戰(zhàn)爭時期八路軍在華北敵后取得的空前勝利，因此，它具有廣泛而深遠的影響。首先，沉重打擊了日軍華北方面軍的“囚籠政策”。日軍在華北的整個交通網(wǎng)絡(luò)被破壞，許多能源基地被搗毀，據(jù)點被削平，交通持續(xù)中斷。日軍華北方面軍作戰(zhàn)記錄稱：共軍“于1940年8月20日夜，一齊向我交通線及生產(chǎn)地區(qū)(主要為礦山)進行奇襲。特別是在山西，其勢更猛，在襲擊石太路及同蒲路北段警備隊的同時，并炸毀和破壞鐵路、橋梁及通信設(shè)施，使井陘煤礦等的設(shè)備，遭到徹底破壞。此次襲擊，完全出乎我軍意料之外，損失甚大，需要長時間和巨款方能恢復(fù)?！?14)同時，日軍承認其“掃蕩”僅僅是將八路軍驅(qū)散，幾乎沒有取得任何殲滅性成果，“終歸于徒勞”。經(jīng)過這一戰(zhàn)役， 日軍從各方面總結(jié)了形勢對策教訓(xùn)，對情報機構(gòu)進行了空前的改革與加強，進一步確立了在華北作戰(zhàn)以中共軍隊為重點的指導(dǎo)思想。為了防止再度遭到突然襲擊， 日軍特別重視情報工作，為破譯中共軍隊的通訊密碼，其情報部門“連日連夜不屈不撓地努力”。日軍對整個華北戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)進行了全面的調(diào)整和修改，造成了華北戰(zhàn)場新的戰(zhàn)爭局面，其“徹底”擴充并加強了各項治安措施，使華北治安在1941年至1942年取得了“極大的成果”和“飛躍的改進”。其次，對中國抗戰(zhàn)局勢乃至于世界產(chǎn)生了久遠的影響。戰(zhàn)役促使日軍誘逼國民政府的“桐工作”宣布破產(chǎn)，并從華中抽調(diào)兵力增援華北，進一步減輕了正面戰(zhàn)場的壓力。同時延緩了日軍南進的步伐。1940年上半年，德國席卷西歐、北歐，受到刺激的近衛(wèi)內(nèi)閣立即提出“向以南方施策為重點的機制轉(zhuǎn)變”,確定結(jié)束“中國事變”與解決南方問題同步進行，并力求在本年度8月末完成各項準備工作。百團大戰(zhàn)的致命一擊，日軍除在9月23日強行進占法屬印度支那北部，邁出南進第一步外，不得不暫時縮回南方作戰(zhàn)的第二步，將視點投向“治安”日益惡化的中國戰(zhàn)場。 日本陸軍省、參謀本部以及中國派遣軍堅決反對減縮華北兵力，要求確立以中國和北方問題為主的方針，從而對英美及東南亞諸國產(chǎn)生了巨大的戰(zhàn)略效益。當時，蘇聯(lián)《紅星報》、美國合眾社等駐華記者連篇報道了八路軍打擊日軍的消息，不少在華北敵后的外國記者、學(xué)者在他們的著作中對百團大戰(zhàn)作了肯定而詳實的記錄。再次，提高共產(chǎn)黨和八路軍在全國的威望，振奮了全國軍民的抗戰(zhàn)斗志，增強了抗戰(zhàn)勝利的信心，遏制了妥協(xié)投降的暗流，揭破了八路軍“游而不擊”的謊言。
戰(zhàn)役也暴露了一些問題，在戰(zhàn)略相持階段，戰(zhàn)役規(guī)模過大，對日軍實力估計不足，連續(xù)攻擊時間過長。戰(zhàn)役第一階段，八路軍總部的作戰(zhàn)意圖是徹底破壞正太路，打破日軍的“囚籠政策”。初戰(zhàn)勝利后，又提出將三個基本區(qū)聯(lián)成一片的設(shè)想，由于八路軍裝備低劣和敵強我弱的態(tài)勢，不僅后者無法實現(xiàn)，就是前者也未能徹底打破；第二階段，在日軍采取高度防范的情況下，八路軍又采取了與自身裝備嚴重不協(xié)調(diào)的攻打日軍堅固設(shè)防城鎮(zhèn)據(jù)點的攻堅戰(zhàn)，過分消耗了自己的有生力量；第三階段，部隊在連續(xù)作戰(zhàn)，相當消耗的情況下，為了震動敵人，仍持續(xù)圍攻日軍兵力較大的集團，結(jié)果消耗更大，在隨后日軍的報復(fù)性“掃蕩”中，無法有力打擊日軍，甚至處于被動地位，致使根據(jù)地遭到嚴重摧殘和破壞，給以后堅持華北敵后抗戰(zhàn)帶來了比較明顯的消極影響。