1940年8月，在八路军总部的统一指挥下，组织晋察冀军区、晋冀鲁豫军区部队，进行了以正太铁路为重点的大规模交通破袭战。这就是后来所说的百团大战。
7月22日，八路军总部发布了（关于大举破击正太路战役的预备命令）。根据总部下达的任务，晋察冀军区负责破袭正太路石家庄至平定段，袭击重点为娘子关到井陉煤矿段及其两侧地区。另外，总部还要求晋察冀军区对管区内的平汉路、北宁路；津浦路、石德路、沧石路等铁路、公路进行广泛地破击，以阻止敌人向正太路增援。
八个步兵团、一个骑兵团又两个骑兵营、三个炮兵连、一个工兵连和五个游击支队，分别组成三个纵队：即熊伯涛指挥的左纵队，杨成武指挥的中央纵队和郭天民、刘道生指挥的右纵队，还有一支箝制部队和一个总预备队，担负这次作战任务。军区对平汉路等其他交通线也作了相应的破击部署。
守备正太路沿线的敌人，东段井陉到石家庄两侧地区，是日军独立第八混成旅团；西段娘子关到寿阳一带，是日军独立第四混成旅团；太原、榆次地区，是日军独立第九混成旅团。敌人在沿铁路线的各个据点，都构筑了坚固的堡垒群。各堡垒之间又有交通壕相连，周围设有铁丝网、外壕等障碍物，并且构成严密的火网。仅平定到石家庄两侧，就有敌人据点四十余个。
这次破袭战，是在相当长的战线上进行的广泛攻坚战。正太路破袭战的战前准备，很充分，很出色，是保证破袭战取得胜利的一个非常重要的方面。
按照总部的规定，正太路破袭战于8月20日晚10时全线发起攻击。三个纵队的任务分工是：右纵队破袭乱柳至娘子关段，奏效后向阳泉方向扩张战果；中央纵队指向娘子关至微水段及井陉煤矿；左纵队攻击微水至石家庄段的据点。计划攻击的重点是井陉煤矿和娘子关。
一颗颗攻击的红色信号弹腾空而起，划破了夜空，各路突击部队简直像猛虎下山，扑向敌人的车站和据点，雷鸣般的爆炸声，一处接着一处，响彻正太路全线。
天险娘子关是正太路上冀、晋两省交界的咽喉。抗战前，国民党军队就在这里构筑了不少国防工事。1937年10月被日军侵占后，敌人又依据险峻的山谷，在旧有的工事上，加修了四个大堡垒。另外，在关下的村子里还驻守了一部分伪军。
战斗开始的当夜，担负主攻任务的是右纵队五团的部队。他们潜入娘子关村，解决了村里的伪军，然后依托村庄，向据险顽抗的日军进行强攻。在陡峭的山坡上，战士们冒着浓密的火网，前仆后继，向娘子关上敌堡垒仰攻，经过三个小时的反复冲击，终于夺取了敌人的堡垒。占领娘子关以后，八路军乘胜破坏了娘子关东面的铁路桥，收割了大批电线。
中央纵队重点进攻井陉煤矿。担负主攻任务的是三团。战斗发起前，攻击部队就同矿区的工人取得了联系，在矿区工人的配合下，首先切断了矿区电源，靠夜幕掩护，向守敌展开猛烈进攻。经过一夜激战，到21日黎明即将敌人全部歼灭。
到8月底，晋察冀军区部队组织了四个军的兵力向盂县、寿阳以北地区出击。这时，日军独立第四混成旅团已经南调，向一二九师反扑。盂县、寿阳以北的敌人兵力很单薄，各据点的守敌慑于八路军锐猛的攻势，纷纷放弃据点逃窜。
正太线作战20天，据战后的统计，晋察冀军区参战部队共毙、伤、俘敌伪军900多名，攻克据点十余处，破坏铁路60多里，破坏桥梁18座，并且缴获一大批枪支弹药，其中有火炮5门。在晋冀鲁豫军区和晋察冀军区两支部队联合打击下，正太路全线陷于瘫痪。
这次战役，从第一阶段结束到第二阶段开始，中间有十天的空隙。第二阶段的战斗，是从9月20日开始的。任务是：破击涞源、灵丘境内的公路，夺取这两座县城。为此，组织了“涞灵战役”：第一段在涞源，第二段在灵丘，两个阶段的具体指挥分别为杨成武和邓华，参战的主要是一分区和五分区的部队。
为配合“涞灵战役”的作战行动，冀中军区组织了任（丘）河（间）大（城）肃（宁）战役，各地区还发动了一系列对铁路公路的破袭战。
涞灵地区战略地位极其重要，敌我争夺相当激烈。敌人的一些据点，已经深入到了边区内部。展开这次战役的目的，就是扫除这些据点，使根据地更加巩固。
9月22日晚，一分区部队对涞源城发起攻击。经过一夜激战，一团攻占了城关东、西、南三面，大部守敌退进城内防守。进攻其它据点的部队，虽然也取得了一些进展，但遭到敌人猛烈的反击和释放毒气，不得不撤了出来。
23日晚，八路军以炮兵配合，猛攻敌人的堡垒，战士们冒着枪林弹雨，越过重重障碍，冲进碉堡，冲进村庄，激战数小时，将守敌全部歼灭。
在这时，三团在邱蔚团长的指挥下，集中力量攻击东团堡。这里的守敌是由日军士官生组成的井田部队，抵抗十分顽强，并不断施放毒气。我军勇猛冲击，同敌人展开白刃战，终于战胜日军。
10月2日，八路军以四个团、一个支队另两个营的兵力，向灵丘、浑源、广灵地区出击。灵丘敌人发现我军动向，抽调南坡头、古之河据点的敌军，合击我二团的部队。南坡头敌人调出一部后，我一团一营乘机袭入南坡头据点，一举歼灭日军70余名，这个战斗打得十分干脆漂亮。
当我军进一步展开攻击的时候，灵丘、浑源、广灵地区各重要据点的敌人，会同大同增援的敌人，纷纷向我军反击。同时，其他方向的敌人也在作进攻我根据地的准备。因此，整个战役于10月10日结束。
涞灵战役进行了18天，共歼日伪军1100多名，缴获各种枪支290多支（挺），各种枪弹四万五千多发。我军也有较大伤亡。
一个半月接连不断地的破袭战，使华北敌人极为震惊，一度陷入混乱状态，伪军也纷纷动摇。敌人为挽救局势，急调华北境内所有能够调遣的兵力，对我军进行疯狂的报复。于是，扫荡与反扫荡的斗争，便构成了战役的第三阶段。
敌人的扫荡，首先由晋东南开始，然后是平西、北岳区和冀中区。为了在反扫荡中力争主动，晋察冀军区部队作了这样的部署：留一部分兵力同敌人保持接触；主力在不利于作战的情况下适时地转移，寻找机会，在敌人的各公路据点之间展开破击；各地的游击队、民兵则在主力部队的支持下活跃于外线和内线，以打乱敌人的扫荡计划。
敌人对北岳区的扫荡，是11月9日开始的，集结的兵力达一万二千多人，先由北向南，然后由东向西，分路平行推进。敌人所到之处，见房便烧，见人便杀，仅就易县六个区在扫荡后的统计，被烧房屋达两千二百多间。我主力部队和游击队在各地寻找战机，连续不断地给敌人以打击。我们的地方干部和民兵则始终不离开当地，敌人来了，就掩护群众上山，敌人一走，立刻回村抢救被毁坏的财产。那个时候，地方干部和民兵们有一个口号，叫做：“敌人进村我们出村，敌人出村我们进村。”
在我军民的英勇打击下，进攻边区内地的敌人到11月底开始撤离。他们原指望用反复、连续的合击和疯狂的烧杀来挫伤我军主力，摧毁我根据地，但是，由于边区军民团结一致，相互配合，敌人的企图再一次失败了。
