１９４０年夏秋，日本帝国主义乘德国法西斯军队在西欧和北欧迅猛推进、美国的战备尚未完成、英国又无力东顾之机，积极准备实行南进政策，攫取英、美、法、荷等国在东南亚和西南太平洋上的殖民地。因而，在中国战场加紧对国民党政府进行政治诱降活动，同时以主要力量继续进攻抗日根据地，特别是在华北加紧推行１９４０年度肃正建设计划和以铁路为柱，公路为链，碉堡为锁的囚笼政策，企图摧毁华北各抗日根据地，巩固其占领区，使中国成为其南进的后方基地。
为粉碎日本侵略者的囚笼政策，争取华北战局更有利的发展，并影响全国的抗战局势，克服国民党妥协投降的危险，八路军总部决心向华北日军占领的交通线和据点，发动大规模进攻战役。
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，因此开始称为正太战役。
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。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，相机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。
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。
【百团大战分为三个作战阶段】
战役第一阶段（1940年8月20日至9月10日）：是交通破击战，重点摧毁正太铁路。晋察冀军区部队在司令员兼政治委员聂荣臻指挥下，向正太铁路东段日军展开攻击，攻克晋冀交界的要隘娘子关，井陉煤矿被破坏，迫使其停产达半年之久。第129师在师长刘伯承、政治委员邓小平指挥下，对正太铁路西段日军展开攻击，同时对平辽、榆辽公路进行破击。第120师在师长贺龙、政治委员关向应指挥下，对同蒲铁路北段和铁路以西一些主要公路进行破击。同时，晋察冀军区和第129师部队在游击队和民兵的配合下，对平汉、平绥、北宁、同蒲南段、白晋、津浦、德石等铁路线和一些主要公路，进行了广泛的破击战。各部对路轨、车站、桥梁、隧道、通信设施实施全面破击，使日军在华北的主要交通线陷入瘫痪。
战役第二阶段（9月20日至10月5日）：是扩大第一阶段战果，重点攻占交通线两侧和深入根据地内的日军据点。晋察冀军区部队发起涞（源）灵（丘）战役，歼日伪军1000余人。第１２９师发起榆（社）辽（县）战役，歼日军近1000人。第120师对同蒲铁路北段进行了新的破击，再度切断了该线交通。晋察冀军区所属冀中军区部队发起任（丘）河（间）大（城）肃（宁）战役，歼日伪军1500余人。第二阶段作战，八路军攻克日伪军据点多处，平毁了部分封锁沟、墙，打击了伪政权组织，进一步扩大了抗日根据地。
战役第三阶段（10月6日至翌年1月下旬）：中心任务是反击日军大规模报复扫荡。从10月初起，日军调集重兵实施反击作战，对华北各抗日根据地进行大规模残酷扫荡。将重点置于中共中央北方局、八路军总部等领导机关所在的太行抗日根据地。尔后又相继对太岳、平西、北岳、晋西北抗日根据地进行扫荡，日军所到之处，实行三光政策，烧杀抢掠，无所不用其极，使抗日根据地遭受重大摧残。
历时4个多月的百团大战，八路军在地方武装和广大人民群众的紧密配合下，共作战1824次，毙伤日军2万余人、伪军5000余人，俘日军280余人、伪军1.8万余人，拔除据点2900多个，破坏铁路470余公里、公路1500余公里，缴获各种炮50余门、各种枪5800余支（挺）。八路军也付出了伤亡1.7万余人的代价。日军在遭受打击后惊呼对华北应有再认识，并从华中正面战场抽调2个师团加强华北方面军，对华北各抗日根据地进行更大规模的报复作战。
百团大战，是抗日战争中八路军在华北地区发动的一次规模最大、持续时间最长的带战略性的进攻战役。在这次战役中，中国共产党领导的华北敌后抗日军民，齐心协力，前仆后继，同日本侵略者浴血奋战，充分表现了中华民族不屈不挠的战斗精神。百团大战对坚持抗战、遏制当时国民党妥协投降暗流、争取时局好转起了积极作用，进一步鼓舞了全国人民夺取抗战胜利的信心，用事实驳斥了国民党顽固派对共产党、八路军游而不击的诬蔑，蒋介石也给朱德、彭德怀发来贺电：贵部窥此良机，断然出击，予敌甚大打击，特电嘉奖。
百团大战，在中国抗日战争史上写下了光辉的一页。