抗日戰爭時期，八路軍在華北地區使用105個團的兵力，向日軍占領的交通線和據點發動的大規模進攻戰役。

1940年夏秋，日本帝國主義乘德國法西斯軍隊在西歐和北歐迅猛推進、美國的戰備尚未完成、英國又無力東顧之機,積極準備實行"南進"政策,攫取英、美、法、荷等國在東南亞和西南太洋上的殖民地。因而，在中國戰場加緊對國民黨政府進行政治誘降活動，同時以主要力量繼續進攻抗日根據地，特別是在華北加緊推行1940年度"肅正建設計劃"和以"鐵路為柱，公路為鏈，碉堡為鎖"的"囚籠政策"，企圖摧毀華北各抗日根據地，鞏固其占領區,使中國成為其"南進"的后方基地。

為粉碎日本侵略者的"囚籠政策"，爭取華北戰局更有利的發展，并影響全國的抗戰局勢，克服國民黨妥協投降的危險，八路軍總部決心向華北日軍占領的交通線和據點，發動大規模進攻戰役。

7月22日,八路軍總司令朱德、副總司令彭德懷等下達《戰役預備命令》,規定以不少于22個團的兵力,大舉破擊正太鐵路(今石家莊-太原)。同時要求對同蒲(大同-風陵渡)、漢(今北京-漢口)、津浦(天津-浦口)、北寧(今北京-沈陽)、德石(德州-石家莊)等鐵路以及華北一些主要公路線，也部署適當兵力展開廣泛的破擊，以配合正太鐵路的破擊戰。8月8日，朱德、彭德懷等下達《戰役行動命令》,規定:晉察冀軍區破擊正太鐵路石家莊(含)至陽泉(不含)段;第129師破擊正太鐵路陽泉(含)至榆次(含)段;第120師破擊忻縣以北的同蒲鐵路和汾(陽)離(石)公路，并以重兵置于陽曲南北地區,阻擊日軍向正太鐵路增援。要求各部在破擊交通線的同時，相機收復日軍占領的一些據點。在這些地區和交通線,駐有日軍3個師的全部、2個師的各2個團、5個獨立混成旅全部、4個獨立混成旅的各2個營、1個騎兵旅的2個營,共20余萬人,另有飛機150架和偽軍約15萬人。八路軍參戰兵力,計晉察冀軍區39個團、第129師(含決死隊第1、第3縱隊等)46個團、第120師(含決死第2、第4縱隊等)20個團,共105個團20余萬人,還有許多地方游擊隊和民兵參加作戰。

以正太鐵路為重點，進行交通總破擊戰　八路軍的進攻戰役于8月20日首先在正太鐵路發起。正太鐵路橫越太行山，是連接漢、同蒲兩鐵路的紐帶，是日軍在華北的重要戰略運輸線之一。日軍在正太鐵路沿線駐有獨立混成第4旅(司令部駐陽泉)全部,獨立混成第8、第9旅(司令部分別駐石家莊和太原)各一部。8月20日夜，晉察冀軍區在司令員兼政治委員聶榮臻指揮下，以18個步兵團、1個騎兵團又2個騎兵營、5個游擊支隊,在部分炮兵和工兵配合下,組成左、中、右3個縱隊，分別向正太鐵路東段日軍獨立混成第8旅大部和獨立混成第4旅一部展開攻擊。經數小時激戰,右縱隊攻入晉冀交界的要隘娘子關，殲日軍一部。爾后，破壞了娘子關以東的橋梁和通信線路。向娘子關至微水段進攻的中央縱隊，連克蔡莊、地都、北峪、南峪等日軍據點，并破壞橋梁兩座。攻擊井陘煤礦的中央縱隊一部，在礦工支援下，破壞了煤礦的主要設施，迫使其停產達半年之久。23日，因石家莊方向的日軍西援，加上連日降雨，河水泛濫，嚴重妨礙作戰行動，晉察冀軍區部隊遂轉移兵力，實施對鐵路、橋梁、隧道的全面破擊。

第129師在師長劉伯承、政治委員鄧小指揮下,以8個團(包括決死隊第1縱隊2個團)、8個獨立營的兵力，組成左翼破擊隊、右翼破擊隊和中央縱隊，亦于8月20日夜對正太鐵路西段日軍獨立混成第4旅大部和獨立混成第9旅一部展開攻擊;另以2個團會同定、遼縣、榆社等地方武裝，分別對遼、榆遼公路進行破擊，并牽制各點守敵，保障主力側后的安全。左翼隊一部進攻蘆家莊，連克碉堡4座，殲日軍80余人;右翼隊一部攻擊桑掌和鐵爐溝等據點，殲日軍130余人。21日,該師為阻止日軍從側背攻擊破路部隊,令預備隊一部搶占陽泉西南4公里處的獅垴山高地。從23日起，陽泉日軍在飛機支援下，并使用化學武器，不斷向獅垴山猛攻。第129師阻擊部隊英勇奮戰，堅守6晝夜,殲日軍400余人，保障了破擊部隊翼側的安全。經數日作戰,第129師控制了正太鐵路西段除陽泉、壽陽以外的大部分據點及火車站，嚴重破壞了該段的路軌、橋梁、隧道，使正太鐵路西段陷于癱瘓。

與此同時，第120師在師長賀龍、政治委員關向應指揮下，以20個團的兵力破擊同蒲鐵路北段和鐵路以西一些主要公路，并攻占陽方口、康家會、豐潤村等據點，殲日偽軍800余人，切斷了同蒲鐵路北段和忻縣至靜樂、汾陽至離石等公路。

為配合正太鐵路和同蒲鐵路北段的破擊戰,第129師和晉察冀軍區還令所屬部隊出動50多個團的兵力，在游擊隊和民兵的配合下，對漢、綏(今北京-包頭)、北寧、同蒲(南段)、白晉(白圭-晉城)、津浦、德石等鐵路線和一些主要公路，以及日軍占領的許多據點，進行了廣泛的破擊和襲擊。

8月25日后，日軍從白晉鐵路、同蒲鐵路南段抽調第36、第37、第41師各一部,配合獨立混成第4、第9旅向第129師反擊;從冀中、冀南抽調約5000人的兵力，配合獨立混成第8旅向晉察冀軍區部隊反擊。9月2日,日軍合擊正太鐵路南側的安豐、馬坊地區的第129師。該師以4個團的兵力英勇抗擊,斃傷日軍200余人。9月6日，第129師第386旅和決死隊第1縱隊各兩個團,于榆社西北雙峰地區包圍日軍1個營，擊斃400余人，打破了日軍的合擊。晉察冀軍區為策應第129師作戰,以4個團向正太鐵路北側盂縣地區的日軍出擊，迫使正太鐵路南側的日軍北援。同時，第120師對同蒲鐵路忻縣至太原段的破擊，也有力地牽制了日軍對正太鐵路的增援。

9月10日,八路軍總部為休整部隊，準備再戰，命令各部結束第一階段的作戰。第一階段作戰，由于八路軍突然而猛烈地破擊日軍占領的交通命脈，使日軍聯絡中斷,到處被動挨打,陷入一片慌亂之中。漢奸、偽軍更是惶恐不安。淪陷區人民異常振奮，自發地支援八路軍作戰。

繼續破擊日軍交通線，重點攻占交通線兩側和深入根據地內的日軍據點　為擴大戰果，9月16日，八路軍總部發出第二階段作戰命令，要求各部隊繼續破壞日軍交通線,摧毀深入抗日根據地內的日偽軍據點。部署是：第120師主力對同蒲鐵路北段寧武至軒崗段進行徹底破壞，再次切斷同蒲鐵路北段的交通;晉察冀軍區主力破擊淶(源)靈(丘)公路，并奪取淶源、靈丘兩縣城;第129師重點破擊榆(社)遼(縣)公路，收復榆社、遼縣(今左權)兩縣城。

晉察冀軍區以8個團、3個游擊支隊、2個獨立營組成左、右翼隊和預備隊，于9月22日發起淶(源)靈(丘)戰役，對該地區的日軍獨立混成第2旅和第26師及偽軍各一部發動進攻。右翼隊重點攻擊淶源縣城，由于缺乏攻堅器材，日軍頑強抵抗，經通宵激戰，未能得手。23日,轉為攻擊淶源外圍日軍據點。至26日,相繼攻占三甲村、東團堡等10余處據點。28日，由張家口增援的日軍3000余人進抵淶源城，右翼隊遂轉移兵力于靈丘、渾源方向，協同左翼隊先后攻占了南坡頭、搶風嶺、青磁窯等日軍據點。10月9日,又有大同日軍1000余人來援。晉察冀軍區遂決定結束淶靈戰役。此役共殲滅日偽軍1000余人。

第129師以第386旅和決死隊第1縱隊兩個團組成左翼隊，以第385旅(附第32團)組成右翼隊，于9月23日發起榆(社)遼(縣)戰役，向守備榆遼公路的日軍獨立混成第4旅展開攻擊。至30日，左翼隊經過艱苦奮戰，攻占榆社縣城，殲日軍400余人。右翼隊攻占榆遼公路上的小嶺底、石匣等日軍據點后，準備協同新編第10旅進攻遼縣時，和順、武鄉的日軍同時出援，第129師遂決定停止攻城，轉移兵力于紅崖頭、官地垴地區伏擊由武鄉出援的日軍。第385旅在向伏擊地域開進途中，與日軍援兵600余人遭遇，經15小時激戰，日軍雖被消滅過半，但余部依托有利地形進行頑抗，雙方形成對峙。同時由和順出援的日軍突破新編第10旅狼牙山阻擊部隊陣地。在這種情況下，第129師遂撤出戰斗，榆社復為日軍占領。榆遼戰役共殲日軍1000人。10月14日,第129師一部在和(順)遼(縣)公路上的弓家溝設伏，殲滅日軍一支運輸隊，擊毀汽車40余輛。

第120師為配合淶靈、榆遼地區的作戰，對同蒲鐵路北段進行了新的破擊，再度切斷了該線交通。第129師所屬冀南軍區以12個團的兵力,對日軍正在修筑的德石鐵路和邯(鄲)濟(南)鐵路以及一些重要公路線，均進行了破擊，共殲日偽軍1700余人。晉察冀軍區所屬冀中軍區部隊10月1～12日,舉行任(丘)河(間)大(城)肅(寧)戰役,攻克據點20余處,殲日偽軍1500余人，破壞公路150公里。第二階段作戰，八路軍攻克日偽軍據點多處，毀了部分封鎖溝、墻，打擊了偽政權組織，進一步擴大了抗日根據地。

反擊日軍大規模報復"掃蕩"　日軍遭到八路軍連續兩個階段大規模進攻作戰的打擊后，深感八路軍對其威脅的嚴重性。為穩定局勢，鞏固占領區，便調集重兵對華北各抗日根據地進行大規模殘酷的報復"掃蕩"。10月19日,八路軍總部下達反"掃蕩"作戰命令，要求各部隊與地方黨政機關和廣大群眾密切配合，廣泛開展游擊戰，堅決消滅進犯之敵，粉碎日軍的"掃蕩"。

10月6日,沁縣、襄垣日軍在榆社、遼縣日軍的配合下，以萬人的兵力，對中共中央北方局、八路軍總部等領導機關所在的太行抗日根據地榆社、遼縣、武鄉、黎城間地區進行連續"掃蕩"。29日～11月4日,第129師第385、第386旅和新編第10旅主力及決死隊第1縱隊2個團,在彭德懷直接指揮下,于武鄉縣關家垴地區,將日軍第36師1個營包圍,殲其400余人，并給武鄉、遼縣增援之敵以重大殺傷。日軍連遭打擊，余部于14日撤退。從11月17日起,日軍約7000人"掃蕩"太岳區。第129師所屬太岳軍區將主力編成沁(源)東、沁(源)西兩個支隊，在游擊隊和民兵的配合下，活動于沁河兩岸，尋機打擊日軍，至27日，殲日軍300人，迫使其于12月5日撤退。

從10月13日起，日偽軍以萬余人"掃蕩"西(今北京以西)抗日根據地,11月9日，日軍又以萬余人"掃蕩"北岳抗日根據地，并占領了晉察冀軍區領導機關所在地阜。西和北岳兩區軍民,以內外線相配合,廣泛開展游擊戰，連續伏擊、襲擊日軍后方交通線，迫使日軍大部撤退。阜、王快的日軍則筑堡修路，企圖長期占領。12月3～27日，晉察冀軍區以4個團向阜、王快的日軍發動進攻,殲其500余人，迫使日軍全部撤出北岳抗日根據地。

12月中旬，日軍以2萬人的兵力對晉西北抗日根據地進行"掃蕩"，至23日，占領了除保德、河曲以外的所有縣城和大部集鎮。第120師部隊和晉西北地區群眾實行空室清野，堅持"區不離區，縣不離縣"的游擊戰。同時，集中部分主力部隊，破擊日軍后方交通線,攻擊日軍修路部隊和運輸隊,共殲日偽軍2500余人，迫使日軍于1941年1月下旬全部撤出晉西北抗日根據地。

歷時3個半月的百團大戰，八路軍在地方武裝和廣大人民群眾的緊密配合下，共作戰1824次，斃傷日軍2萬余人、偽軍5000余人,俘日軍280余人、偽軍1.8萬余人，拔除據點2900多個,破壞鐵路470余公里、公路1500余公里，繳獲各種炮50余門、各種槍5800余支(挺)。八路軍也付出了傷亡1.7萬余人的代價。日軍在遭受打擊后驚呼："對華北應有再認識"，并從華中正面戰場抽調2個師加強華北方面軍，對華北各抗日根據地進行更大規模的報復作戰。

百團大戰，是抗日戰爭中八路軍在華北地區發動的一次規模最大、持續時間最長的帶戰略性的進攻戰役。在這次戰役中，中國共產黨領導的華北敵后抗日軍民,齊心協力,前仆后繼，同日本侵略者浴血奮戰，充分表現了中華民族不屈不撓的戰斗精神。百團大戰嚴重地破壞了日軍在華北的主要交通線，收復了被日軍占領的部分地區，給了侵華日軍以強有力的打擊。百團大戰對堅持抗戰、遏制當時國民黨妥協投降暗流、爭取時局好轉起了積極作用，進一步鼓舞了全國人民奪取抗戰勝利的信心，提高了中國共產黨和八路軍的聲威。它在中國抗日戰爭史上寫下了光輝的一頁。