第八路军(随后改称第十八集团军)编入国民党第二战区，直属第二战区司令长官阎锡山指挥。为便于八路军指挥作战和开辟地方工作，中共中央政治局常委会议决定成立中央军委前方分会(后称华北军分会)和北方局。军分会由朱德任书记，彭德怀任副书记。9月上旬，朱德、彭德怀率八路军先后从韩城、芝川镇渡过黄河，开赴山西战场。这样，在山西战场上出现了一种看起来十分奇特的现象。当日军倚仗优势兵力，气势汹汹地向前猛进时，国民党的军队节节后退，而装备简陋的八路军却分散地大踏步地向敌后挺进。

经与第二战区商定，八路军准备开赴平型关、雁门关等地。

彭德怀此时考虑得最多的问题是如何发挥红军战略战术灵活多变和士气高昂、战斗力较强的特点，争取在抗日战争中头一仗打个胜仗，以提高共产党和八路军的威望。

9月21日，毛泽东从延安打电报给彭德怀，交换两人对八路军战略方针的意见，他希望能得到彭德怀坚定不移的支持，并通过彭德怀去影响其他将领。在电报中，毛泽东集中地阐述了游击战与运动战不可并列平观的观点：

3天前，彭德怀曾给毛泽东发报，谈到“即使敌人深入山西，还处在我们游击战争的四面包围中”。毛泽东非常欣赏他的这个观点，希望彭德怀“坚持这个观点，从远处大处着想，对于个别同志不妥当的观点给与深刻的解释，使战略方针归于一致”。

毛泽东这里所说的“个别同志”，首先是指林彪。

尽管毛泽东告诫林彪“目前情况与过去国内战争根本不同，不能回想过去的味道，还要在目前照样再做”。但这个城府极深、轻易不肯听取别人意见的一一五师师长仍旧我行我素。他像一只灵狐，不知疲倦地转悠，不顾曲折地寻览，不分日夜地窥视，最后还终于让他在平型关找到了一个歼敌良机。

平型关位于晋北繁峙县东北边境，邻接灵丘，是长城要口之一，古称瓶形寨。地势险要，自古即为晋北交通要道，天然的伏击阵地。

9月24日晚，林彪、聂荣臻亲率一一五师主力冒雨彻夜埋伏于灵丘通往平型关的公路右侧高地。25日清晨，日军第二十七旅团主力和辎重车辆进入埋伏圈。一一五师突然发动攻势，歼敌1000余人。

平型关大捷，是八路军出师以来取得的第一次重大胜利，彻底打破了“日军不可战胜”的神话。祝捷的电报，雪片似的飞向延安，飞向八路军总部。

1937年11月9日，太原失陷，标志着华北抗战进入了以八路军为主体的抗日游击战争阶段。在不到一年的时间内，八路军3个师和山西新军按晋东北、晋西北、晋东南、晋西南4个地区在敌后实行战略展开，先后同日军作战1600余次，毙伤俘敌人54000余人，部队发展到156000余人。

在如此短暂的时间，如此恶劣的敌后环境下，八路军取得如此骄人的战绩，出乎中国社会各阶层和各界知名人士的预料。蒋介石时刻没有忘记向统帅这支铁军的正副统帅伸出诱人的橄榄枝。

当时，戎马倥偬，军机繁重。蒋介石频繁在西安、洛阳、武昌、南京召开战区或国防军事作战会议。彭德怀多次与会，均能感受到蒋介石殷情的目光。

十朝古都洛阳，雪花纷飞，朔风呼啸。蒋介石在此召开一、二战区师长以上将领恳谈会。宽敞阔绰、富丽堂皇的会议室内，国民党将军正襟危坐，不苟言笑，正紧张地等候蒋介石的到来。

国民党仿效德国纳粹的做法，为显示领袖的威严，凡蒋介石进场、退场或者是提到蒋介石的名字及其官衔，均要全体起立。这一套仪式马虎不得，轻则视为不懂礼数，重则看成怠慢党国元首。对此，国民党将领习以为常，八路军干部则感到十分无聊。