1940年以后，日本欧洲动荡，一面加紧诱迫国民党投降，一面加强对敌后抗日根据地的“肃正”讨伐，企图彻底摧毁抗日根据地。为了粉碎日军的图谋，打破其“囚笼政策”，克服国民党顽固派对日妥协投降的危险，华北八路军所属部队乘青纱帐和雨季，对日军发动了一次大规模的破袭作战。八路军参战部队达到105个团约20余万人，故称“百团大战”。这次战役的主要意图是破袭日军在华北的交通线。
自1939年冬以来，日军以铁路、公路为支柱，对抗日根据地进行频繁扫荡，并企图割断太行、晋察冀等战略区的联系，压缩八路军的作战空间，推行所谓“以铁路为柱，公路为链，碉堡为锁”的“囚笼政策”。八路军总部决定发动交通破击战，重点破袭正太铁路和同蒲路北段，给日本华北方面军以有力打击。在华北交通线中，正太铁路占着十分重要的地位，它横越太行山，是连接平汉、同蒲两条铁路的纽带，是日军在华北的重要战略运输线之一。八路军的进攻战役首先在正太铁路发起，因此开始称为正太路战役。
1940年7月22日，八路军总司令朱德、副总司令彭德怀、副参谋长左权下达《战役预备命令》，规定以不少于22个团的兵力，大举破击正太铁路。同时要求对同蒲、平汉、津浦、北宁、德石等铁路以及华北一些主要公路线，也部署适当兵力展开广泛的破击，以配合正太铁路的破击战。
1940年8月8日，朱德、彭德怀、左权下达《战役行动命令》，规定：晋察冀军区破击正太铁路石家庄至阳泉（不含）段；第129师破击正太铁路阳泉（含）至榆次段；第120师破击忻县以北的同蒲铁路和汾（阳）离（石）公路，并以重兵置于阳曲南北地区，阻击日军向正太铁路增援。要求各部在破击交通线的同时，相继收复日军占领的一些据点。在这些地区和交通线上，驻有日军3个师团全部、2个师团的各2个联队、5个独立混成旅团全部、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，另有飞机150架和伪军约15万人。
按八路军总部原来规定，参战兵力不少于22个团。但战役发起后，由于八路军广大指战员和抗日根据地民众痛恨日军的“囚笼政策”，参加破击战的积极性非常高，因此各部投入了大量兵力，计晋察冀军区39个团、第129师（含决死队第1、第3纵队等）46个团、第120师（含决死队第2、第4纵队等）20个团，共105个团20余万人，还有许多地方游击队和民兵参加作战。（全部加起来可能200个团都不止）
当彭德怀、左权在八路军总部作战室听取战役情况汇报、得知实际参战兵力达到105个团时，左权兴奋地说：“好！这是百团大战。”彭德怀说：“不管一百多少个团，干脆就把这次战役叫做百团大战好了！”由此，正太战役就发展成为百团大战。
3个半月中，我敌后军民共进行大小战斗1800多次，计毙伤日军二万多人，伪军五千多人；俘日军280多人、伪军1.8万多人；破坏铁路九百多里、公路三千里；破坏桥梁、车站258处；并缴获了大批武器和军用物资。从歼敌（日军）数字看，八路军独自发起的百团大战不亚于1939年蒋介石部署全国十个战区71个师发起的对日冬季攻势的战果，如果加入歼灭伪军数字，八路军的战果还高于国军全军在冬季攻势的歼敌数字，由此大大提高了八路军的政治地位。
在1940年下半年，彭德怀指挥八路军129师和晋察冀军区等共105个团20余万兵力，对华北地区河北山西的日伪军发动了一次进攻战役。这次战役共进行大小战斗1800余次，攻克据点2900余个，歼灭日伪军45000余人，给日伪军以沉重打击，