1940年夏，日軍受德國(guó)法西斯在西歐勝利的鼓舞，準(zhǔn)備南進(jìn)征服南洋，因此急于運(yùn)用政治誘降、外交封鎖和軍事壓力等手段，迫使蔣介石投降，迅速結(jié)束中日戰(zhàn)爭(zhēng)。在軍事上，日軍于6月間進(jìn)攻襄陽(yáng)、占領(lǐng)宜昌，并連續(xù)轟炸重慶，同時(shí)揚(yáng)言要進(jìn)攻西安、重慶、昆明。在此情況下，國(guó)民黨統(tǒng)治集團(tuán)更加動(dòng)搖，投降危險(xiǎn)空前嚴(yán)重。

為破壞日軍進(jìn)攻西安的企圖，影響全國(guó)抗戰(zhàn)局勢(shì)（不使蔣介石投敵），并打擊日軍對(duì)根據(jù)地的“囚籠政策”，八路軍決定大舉破壞正太路。7月22日發(fā)出戰(zhàn)役預(yù)備命令，計(jì)劃直接參加正太線作戰(zhàn)兵力不少于22個(gè)團(tuán)。8月8日下達(dá)戰(zhàn)役行動(dòng)命令，規(guī)定：晉察冀軍區(qū)派出10個(gè)團(tuán)破擊正太線平定（不含）至石家莊段，破壞重點(diǎn)為娘子關(guān)至平定段；129師以主力8個(gè)團(tuán)附總部炮兵團(tuán)1個(gè)營(yíng)，破擊正太線平定（含）至榆次段，破壞重點(diǎn)為陽(yáng)泉至張凈鎮(zhèn)段；120師以4至6個(gè)團(tuán)破擊平遙以北同蒲線及汾（陽(yáng)）離（石）公路，以重兵置于陽(yáng)曲南北阻敵向正太線增援。命令還要求，各部隊(duì)派出部分兵力對(duì)本區(qū)范圍內(nèi)敵人鐵路和重要公路封鎖線進(jìn)行襲擾以配合作戰(zhàn)。

8月20日夜，在八路軍統(tǒng)一計(jì)劃下，129師和晉察冀軍區(qū)部隊(duì)同時(shí)發(fā)起戰(zhàn)斗。129師主力攻占了陽(yáng)泉至榆次間日軍若干據(jù)點(diǎn)、車站；晉察冀軍區(qū)主力攻入娘子關(guān)、井陘新礦等據(jù)點(diǎn)。120師由于行動(dòng)上的困難，經(jīng)上級(jí)批準(zhǔn)，沒(méi)有破擊同蒲路南段，而以主力向忻縣至靜樂(lè)、汾陽(yáng)至離石公路線攻擊，以一部兵力破擊朔縣至寧武段同蒲路，并攻占了陽(yáng)方口等車站。同時(shí)，三個(gè)大區(qū)的各軍區(qū)、分區(qū)部隊(duì)對(duì)平漢路、德石路、平綏路、北寧路、津浦路、白晉路以及本區(qū)內(nèi)的重要公路交通線展開(kāi)了破擊戰(zhàn)。敵遭破擊后，由石家莊、榆次集中兵力，東西對(duì)進(jìn)拼命增援正太線，同時(shí)以一部兵力向我軍后方攻擊。8月31日，八路軍要求“徹底毀滅”正太線及同蒲線北段，使晉東南、晉察冀、晉西北、陜甘寧完全聯(lián)成一片。由于不切實(shí)際，未能實(shí)現(xiàn)。9月上旬，我軍被迫撤離正太線，結(jié)束了第一階段作戰(zhàn)。9月22日開(kāi)始了第二階段作戰(zhàn)，各區(qū)根據(jù)賦予的任務(wù)，選擇了對(duì)敵危害較大的公路交通線，進(jìn)行破擊戰(zhàn)和拔除若干城鎮(zhèn)據(jù)點(diǎn)，以打擊敵人的“囚籠政策”。至9月底10初，各部隊(duì)先后結(jié)束了第二階段的作戰(zhàn)。

經(jīng)過(guò)40多天的連續(xù)戰(zhàn)斗，我軍傷亡減員較大，極度疲勞，準(zhǔn)備進(jìn)行整補(bǔ)。但日軍從10月上旬起，乘機(jī)對(duì)我進(jìn)行大規(guī)模的報(bào)復(fù)“掃蕩”。日軍此次“掃蕩”空前殘酷，見(jiàn)人就殺，見(jiàn)房就燒，使根據(jù)地遭到了極大的破壞。至1941年1月4日，敵我結(jié)束了“掃蕩”與反“掃蕩”戰(zhàn)斗。

這次戰(zhàn)役，八路軍原計(jì)劃參戰(zhàn)兵力20多個(gè)團(tuán)，但實(shí)際參戰(zhàn)部隊(duì)達(dá)105個(gè)團(tuán)，即：晉察冀軍區(qū)39個(gè)團(tuán)，129師46個(gè)團(tuán)，120師20個(gè)團(tuán)。這次戰(zhàn)役共作戰(zhàn)1824次，斃傷日軍20645人、偽軍5155人；俘日軍281人，偽軍18407人；拔除敵偽據(jù)點(diǎn)2993個(gè)；繳獲步馬槍5400余支、輕重機(jī)槍200余挺，及其它大量武器彈藥；破壞鐵路474公里、公路1500公里、橋梁、車站、遂道等260余處。我傷亡1．7萬(wàn)余人。

“百團(tuán)大戰(zhàn)”是大規(guī)模的戰(zhàn)略性進(jìn)攻戰(zhàn)役，給予了日本帝國(guó)主義一個(gè)沉重的打擊，增強(qiáng)了全國(guó)軍民抗戰(zhàn)勝利的信心，提高了我黨我軍的聲威。