1939年12月，冀中军区政治委员程子华和政治部主任孙志远向八路军总部发来电报说：
敌最近修路的目的同过去不同。
一是以深沟高垒连接碉堡。由任丘到大城、河间的公路修得比地面高5尺，两旁沟深8尺到1丈，沟底宽6尺，沟面1丈6，把根据地划成不能相互联系支援的孤立的小块，部队也不易转移，便于敌逐次分区搜剿。
二是汽车路的联络向外连筑，安国县已完成3层，敌汽车在路上不断运动，阻挡我军出入其圈内。
日本侵略军的这套诡计，不仅在冀中推行，而且要在全华北实行。军事家刘伯承曾经形象地比喻说，这是日军企图以“铁路为柱，公路为链，碉堡为锁”，对华北军民实行“囚笼”政策。
八路军指战员认识到，一旦日军的阴谋得逞，“将造成坚持游击战争的极端困难局面”。因此，大家纷纷提出，绝不能让其修成这类道路。
朱德、彭德怀认为，日军的筑路行动，有其战略上和战术上的重大意义，对此，丝毫不能忽视。朱德、彭德怀提醒大家，要从总体上来认识和对付日军的阴谋。
1940年8月20日，八路军对日军交通线的总破袭战打响了。
8月22日，八路军总部陆续收到各部队发来的战斗捷报。中午，作战科长向彭德怀副总司令和左权参谋长报告实际参战兵力，作战科长如数家珍似的说：“正太路30个团，平汉线卢沟桥至邯郸段15个团……”
左权听着听着，忽然说：“好，这是百团大战，作战科要仔细查对确切的数字。”彭德怀说：“不管是一百零几个团，就叫百团大战好了。”这天中午，彭德怀、左权指示：正太战役是抗战以来华北军队积极向日军进攻之空前大战，总兵力共约一百个团，故名“百团大战”，以便向外扩大宣传。这天，《新华日报》华北版、新华社华北分社发布了第十八集团军司令部参谋处关于百团大战的第一号捷报。
从此，百团大战这一八路军在华北地区发动的一次规模最大、持续时间最长的战役轰动中外，它对坚持抗战，遏制国民党妥协投降暗流，争取时局好转，起到了重要作用。
中华人民共和国十大元帅中，朱德、彭德怀、刘伯承、贺龙、聂荣臻5人都参与指挥百团大战。发动百团大战，八路军的高级将领经过了长时间酝酿。八路军总部原来设想，以袭击日军交通线为主的总破袭战从1940年4月10日开始，由于反顽斗争，这一战役到8月下旬才打响。日本侵略军侵占广州、武汉等地以后，对国民政府采取了以政治诱降为主、军事打击为辅的策略。1938年11月3日，日本政府发表声明称：
今凭陛下之盛威，帝国陆海军已攻克广东、武汉三镇，平定中国重要地区。国民政府仅为一地方政权而已。然而，如该政府坚持抗日容共政策，则帝国决不收兵，一直打到它崩溃为止。
帝国所期求者即建设确保东亚永久和平的新秩序。这次征战之最后目的，亦在于此。此种新秩序的建设，应以日满华三国合作，在政治、经济、文化等各方面建立连环互助的关系为根本，希望在东亚确立国际正义，实现共同防共，创造新文化，实现经济的结合。这就是有助于东亚之安定和促进世界进步的方法。
帝国所希望于中国的，就是分担这种建设东亚新秩序的责任。帝国希望中国国民善于理解我国的真意，愿与帝国协作……
日本侵略军在政治上迫使国民党订立城下之盟的同时，在军事上不得不转入保守占领地，准备长期作战。1938年11月，日军大本营制定了《陆军作战指导纲要》，明确提出其作战方针是：“确保占据地区，促进其安定；以坚强的长期围攻态势，扑灭残余的抗日力量。”
正当抗日战争进入战略相持阶段、日军谋划新的侵华阴谋时，国民党顽固派消极抗日，积极反共。
1939年1月，国民党五届五中全会决定了溶共、防共、限共、反共的方针，制造了一系列武装摩擦事件。
11月，国民党五届六中全会决定实行军事限共。11月下旬，阎锡山命令第六集团军总司令陈长捷指挥两个军，向山西青年抗敌决死队第二纵队和八路军第一一五师晋西独立支队发动进攻。
12月3日，阎锡山的部队破坏了永和、石楼等地抗日民主政权及“牺盟会”等抗日群众团体，杀害了洪洞县、蒲县县长和八路军晋西独立支队后方医院的伤病员，史称“十二月事变”。
与此同时，国民党顽固派还在陕甘宁边区、晋东南地区、太北和冀南地区向抗日力量进攻。中共中央从抗日大局出发，指示八路军审慎而坚决地同反共行动进行必要斗争。国民党顽固派掀起第一次反共高潮，削弱了抗日力量，给日军以可乘之机。
1940年春，日本侵略军纠集伪军，执行“肃正建设计划”，推行“囚笼政策”，对抗日根据地进行“扫荡”，给抗日军民造成严重困难。
日军占领华北以后，挖壕沟，筑碉堡，不断修筑公路、铁路交通网，平原上的据点之间都有公路联络，有的一个据点分叉十几条公路，形成了纵横交错的公路网。正太铁路是日军施行“囚笼政策”的重要支柱之一。
正太铁路东起石家庄正定，西止太原，全长240多公里，横越太行山脉，经过娘子关天险，是连接山西、河北两省，沟通河北平原和山西高原，联结平汉、同蒲两条铁路线的重要交通命脉。
日军企图通过施行“囚笼政策”这种方式把华北抗日根据地分割成块，在军事上实行分区“扫荡”，在政治上加强发展伪组织的“统治”作用，在经济上对抗日根据地加以严密封锁，隔绝各抗日根据地之间的粮食运输，还企图把晋察冀的粮食运往日本，缓和日本国内的粮荒。
侵略者费尽心机，企图更尖锐地插入根据地，控制根据地。日军妄称，正太铁路沿线是“不可接近”的地区。
1939年秋，华北抗日根据地已有近百个县城，日军推行“囚笼政策”以后，抗日根据地逐渐被封锁、被切割，八路军的抗日活动困难，物资供应更为紧张。
1940年2月，八路军总司令朱德、副总司令彭德怀在部署反摩擦斗争的同时就提出，八路军各部队要对日军筑路的起止地点、修筑方法、沿路设施、守备兵力等情况进行详细侦察，为打破日军的“囚笼政策”做军事准备。
4月1日，朱德、彭德怀发布命令，要求八路军各部队互相配合，从4月10日开始对日军的交通线发起总破袭战。
4月2日，彭德怀收到毛泽东发出的一封急电。毛泽东在电报中指出：
目前局势相当严重，蒋介石似已下了决心，即是挂抗日的招牌，做“剿共”的实际。目前对我最威胁的是绥德、皖东两点。
毛泽东还提出，要以主力对付威胁延安的国民党第九十军；八路军除第三四四旅外，再抽调兵力南下华中，打通与新四军陈毅方面的联系。毛泽东还希望朱德早日动身到洛阳，同卫立煌谈判，停止国共摩擦，然后秘密返回延安，参加中国共产党的第七次代表大会。
彭德怀接到毛泽东的电报以后，即要求八路军有关部队集中力量对付国民党的反共摩擦，对日军发动交通总破袭战的计划推迟。这以后，八路军有些部队也出击了日军的交通线，但没有形成统一的战役。
4月12日，毛泽东、王稼祥在给朱德、彭德怀的电报中提出：“朱总能否与卫一晤？”
根据毛泽东的意图，朱德总司令离开八路军总部王家峪，前往洛阳同卫立煌谈判。
5月7日，朱德一行渡过黄河。卫立煌得知朱德到来，早已派人到码头迎接。朱德到洛阳时，天已经黑了。卫立煌把朱德和康克清安排在自己的驻地住宿，以便互相交谈。
在卫立煌举行的欢迎会上，朱德特别强调了军队团结的重要性。朱德说：
共产党、八路军坚决要求这种团结，国民党的大多数需要这种团结，只有日寇、汪精卫、汉奸、投降分子和摩擦专家害怕这种团结。
朱德强调，这种团结必须建立在进步的基础上，只有这样，才能克服困难，争取抗战的最后胜利。
在洛阳，朱德与卫立煌举行会谈，气氛很融洽。每天晚上，卫立煌都安排招待晚会，有时还请著名演员演出。卫立煌原来还准备就陕甘宁边区问题做些调解，蒋介石得知后立即打电报给卫立煌，说：“这个事你不用管。”
后来，朱德向党中央报告情况时说，洛阳是国民党特务机关集中的地方，但因为有卫立煌这个中间力量在，情况比西安还要好些。
5月17日，朱德一行来到西安，发现八路军办事处周围出现了一些来历不明的人。
由于国民党顽固派掀起反共高潮，八路军设在国民党西北统治中心的这一合法机关也成了反动分子的一个眼中钉，不仅在生活必需品供应上处处刁难，还在办事处周围设置了20多个特务据点，办事处工作人员外出，很快有特务尾随跟踪。
朱德了解到上述情况以后，一面要求大家保持警惕，任何时候都不可麻痹大意，一面和大家一起研究了对付国民党特务的斗争艺术。为了保证文件传送中不被特务觉察，要求有关人员不走大街走小巷，晴天不送雨天送，白天不送晚上送。
离开西安前夕，朱德得知办事处交通科一名姓贾的战士因公外出时被国民党特务秘密绑架，反动当局又拒不承认。为了把这名战士救出虎口，朱德亲自出面同国民党有关方面交涉，迫使特务放人。
北上返回延安那天，朱德得知八路军办事处有一批通讯器材要送往延安，又担心这些器材在途中会受到国民党军队哨卡的刁难。朱德毫不犹豫地说：“你们把这些器材装上车，我随大卡车一起走。”当时，著名作家茅盾夫妇和一些进步人士也要从西安去延安，为了保障他们途中安全，朱德也邀请他们同车前往。北上途中，国民党军队的哨卡一次又一次地拦住了这辆大卡车，当他们看到车上坐着第十八集团军总司令时，只好皮笑肉不笑地让路。返回延安以后，朱德总司令直接参与中共中央和中央军委的领导工作，协助毛泽东指挥全国各抗日根据地的抗日战争。朱德离开八路军总部不久，彭德怀委托左权前往太行山深处的黎城县谭村，这是八路军第一二九师师部所在地。
4月末一天晚上，左权见到刘伯承、邓小平、聂荣臻、吕正操、陈锡联、陈赓等人。战争岁月，几名八路军高级将领聚在一起，不约而同地谈论起一个问题：粉碎敌人的“扫荡”。左权听了大家的议论，很兴奋，说：
彭老总要我到这里来，就是为了和大家商量这件事。彭老总有个想法，由荣臻和伯承同志再次协力，从南北两面对正太路来个大破袭，打通晋察冀和太行区的联系。
左权这番话，引起了大家的热烈讨论。将军们提出了多种设想，要左权带回去，供彭老总参考。
破袭日军的交通线，是打破“囚笼政策”的重要环节。朱德在1940年7月7日《解放日报》上撰文分析日军情况时指出，日军吃了游击战争的亏，在军事上想了很多办法来对付八路军。他们先是依靠铁路、河流和公路，把抗日根据地隔成许多小块。
为此，日军还新建了铁路，开凿了漳河、卫河间的运河，修筑了数不清的公路。他们还通过挖沟和筑墙的办法来割裂和限制八路军。
平原地区，日军修筑的碉堡远的二三十公里一个，近的五六公里一个，在铁路旁和重要城镇周围，每隔两里就有一个碉堡，步枪火力可以互相联系。因此，截断日军的交通线，收复若干重要据点，具有重要意义。
八路军高级将领酝酿在华北进行大破袭战时，国际上发生了一系列重大事件，与中国的抗日战争息息相关的欧洲战场上，法西斯军队发动了新的进攻，接连占领了西欧4个国家。
德国法西斯军队在欧洲战场的侵略行为，进一步刺激了日本侵略军的狼子野心。
法西斯军队在欧洲战场上得势以后，蒋介石一度与日本的坂垣征四郎举行长沙会谈，并且在匆忙之中达成了会谈备忘录，日本政府进一步开展了对国民党的政治诱降活动。
尽管后来美国的罗斯福总统表示了对国民党的支持，并希望中国拖住日本，蒋介石也意识到日本迟早要同美国进入战争状态，同美国打仗，日本绝不可能像在中国那么疯狂。
但日本并没有放弃对蒋介石的政治诱降工作。5月18日，日本陆军省、部首脑会议正是通过了《以昭和十五、十六年为目标的处理中国问题策略》。这个策略的要点是，在1940年年底以前，进一步统一与加强政略、战略和谋略，以全力迅速迫使国民党蒋介石政权屈服。
根据这一策略，日军把侵华的重点放在对国民政府的政治诱降上。为了提高政治诱降的力度，加强对中国政府的军事压力，日军发动了武汉会战以来规模最大的枣宜作战。
冈村宁次离开中国后，由园部和一郎任司令官的侵华日军第十一集团军派出了第三、第十三、第三十九师团和池田、石本、小川支队、平野、古东、田中大队等部队向宜昌发起进攻，其中步兵相当于编制健全的20个大队。
5月23日夜晚，日军第十一集团军园部和一郎司令官向日军统帅部报告了实施宜昌作战的决心，日军统帅部马上批准，并且从南京、上海和杭州地区抽调了一部分兵力支援宜昌作战。园部和一郎司令官在25日至29日连续下达命令，部署作战行动。
日军渡过汉水以后，第三师团于6月1日占领襄阳，第三十九师团于3日占领宜城。
当时，第十一集团军的一些中、上级军官看到部队连续同中国军队作战，十分疲惫，希望放慢进攻速度。但是，日军大本营被德国军队的疯狂战争所刺激，也想加快侵略中国的步伐。
正是在这种思想的指导下，日军第三师团和第三十九师团分左右两路，于6月4日分别向当阳和荆门前进。
6月10日，园部和一郎司令官向全军下达了迅速攻占宜昌的命令，命令“第三师团及第三十九师团消灭敌人北面集团后，在当阳一带及当阳以西地区整理阵容，准备尔后的机动”；“第十三师团击败安福市一带南面集团后，向宜昌突进，并迅速围攻和占领宜昌。”
日军第十三师团于6月12日16时占领宜昌以后，又派出大量飞机对重庆等重要战略目标进行轰炸，其中攻击重庆市军事设施的炸弹就有10000多枚，企图以疯狂的轰炸来屠杀中国人民，震慑中国人民的抗日行动。
日本侵略军的轰炸一度使国民党上层集团笼罩着一种失败情绪，蒋介石等人也曾经寄希望于国际的援助。但是，罗斯福总统和丘吉尔首相正忙于应付欧洲战场的严重形势，难以顾及中国战场的情况。
7月上旬，日军在华北的兵力约有27万人，华北伪军约有14万人，武汉方面兵力较少。日军为了增强第十一集团军的守备，7月20日，从华北抽调了6个步兵营、一个山炮营到武汉。司令部驻在石家庄的日军独立混成第八旅团主力正在冀中“扫荡”。这样一来，正太铁路沿线的日军兵力暂时减少。
为了粉碎日本侵略军对华北抗日根据地的全面进攻，打击其“囚笼政策”，制止国民党右派的投降活动，进一步发展敌后斗争的新局面，并影响全国的抗战形势，八路军总部决定，实施酝酿成熟的破袭正太路的设想，向华北日军占领的交通线和据点发动大规模破袭战。
7月22日凌晨，一束束电波飞向天空，朱德、彭德怀、左权联名下达的关于大举击破以正太铁路为中心的《战役预备命令》传到各部队，传到延安。
延安收到这份注明“十万火急”的电报以后，立即抄送毛泽东、王稼祥、洛甫、王明、康生、陈云、邓子恢、任弼时、谭启龙和作战局。
8月8日，朱德、彭德怀、左权三人联名下达了《战役行动命令》。这项命令规定，总部特务团主力集结于下良西营地区，聂集团、刘邓集团、贺关集团和总部特务团，统统由总部直接指挥，“限8月20号开始战斗”。
战役行动命令下达以后，八路军指战员群情激昂，纷纷进行战斗准备，对一些重要作战地域，指挥员和参谋人员亲自化装去侦察。
当时担任第一二九师第三五八旅旅长的陈锡联将军回忆说：“我们这些旅干部，当时都化装去铁路沿线侦察了地形。”
日军华北方面军参谋长于10月13日向日本陆军次长报告战役情况时加注说：“独立混成第四旅团司令部所在地的阳泉，在盂兰盆会期间发现很多平日未曾见过的健壮男子前来游逛，市场上卖东西的人，有半数改换了新人。事后查明，从8月前后经常出入阳泉车站的一个男子，据说是共军某部的参谋长。”
八路军的勇士们首先在正太路向日本侵略军发起进攻，打击日本侵略者的战斗很快扩展到晋冀察全境、晋绥大部分和热河南部地区；正太、平古铁路全线，安阳以北的平汉铁路，德州以北的津浦铁路等地，除山东以外的整个华北地区和主要交通线上，到处可以听到抗日军民破袭日军交通线的枪声和爆炸声。
百团大战的号角吹响了。这场总破袭战，首先在正太铁路发起。8月8日，朱德、彭德怀、左权下达的《战役行动命令》进一步明确了战役部署和任务，其中要求：
聂集团主力约10个团破坏平定东至石家庄段正太线，破坏重点应在娘子关、平定段。
对北宁线、德州以北之津浦线、德石路、沧石路、沧保路，特别是对元氏以北至卢沟桥段之平汉线，应同时分派足够部队从正面的破袭之，阻击可能向正太线增援之敌，相机收复某些据点。
对西、北两面之敌，以适当兵力监视之。另以有力部队向盂县南北敌据点积极活动，相机克服某些据点。
“聂集团”是指由司令员兼政治委员聂荣臻指挥的晋察冀军区部队，这是以八路军第一一五师的独立团、骑兵营、师教导队等3000多官兵为骨干发展壮大起来的，在晋察冀根据地开展敌后斗争的一支抗日力量。
“聂集团”的主要任务是破袭正太路东段，主要作战对象是日军独立混成旅团大部、独立混成第四旅团一部。这一地域，有日军坚固设防的娘子关天险，有日军的重要燃料基地井隆煤矿。这些要点，日军都进行严密守备。
聂荣臻司令员接到八路军总部的命令后，立即抽调了18个步兵团，1个骑兵团又2个骑兵营、3个炮兵连、1个工兵连、5个游击支队，分别组成左纵队、右纵队、中央纵队、钳制部队和总预备队，破袭正太路阳泉至石家庄段；同时对平汉铁路元氏至卢沟桥段等铁路段也作了相应的破袭部署。
当时，正太路沿线的日本驻军主要有独立混成第四旅团全部，该旅团司令部设在阳泉；独立混成第八旅团一部，该旅团司令部设在石家庄；独立混成第九旅团一部，该旅团司令部设在太原。
日军在正太铁路沿线城镇、车站、桥梁、隧道附近筑有坚固的防御工事，在铁路两侧10公里至15公里地区还设有外围据点。堡垒之间用交通壕相连接，周围又设有铁丝网、障碍物，布置了严密的火网，平定到石家庄两侧，就有40多个据点。破袭战在许多地段将是攻坚战。根据这些情况，聂荣臻决定先攻占日军据点，再实施破路。
战前，聂荣臻要求参战部队抓紧时间进行攻坚和破城的针对性训练，特别要重视侦察敌情，准备爆破器材，选择好进攻道路。各项准备工作基本就绪以后，聂荣臻带着一个精干的指挥组赶到前线。
聂荣臻的指挥所设在井陉附近一个叫洪河漕的小山村里。井陉有总矿、新矿、阳井矿3个矿区，是华北地区一个储量丰富的煤矿，日军把这个煤矿视为命根，投入了相当多的人力物力。聂荣臻决心破坏这个煤矿，有意把指挥所设在井陉附近。
下山，扑向日军的据点和车站。
然攻击，日军事先竟然毫无所知，各据点守军没有任何准备，一时间，全线陷入被动。战役之初，守备正太路东段的日军独立混成第四旅团司令部“根本弄不清楚各方面的情况，经过两三天以后，才逐渐判明”。
在聂荣臻指挥下，晋察冀军区的部队3路出击，均高奏凯歌。
其中一路是突袭娘子关的右纵队由晋察冀军区第二军分区司令员郭天民、第四军分区政治委员刘道生指挥，辖有第十九、第五团，主要负责击破正太铁路娘子关至乱柳段之间的交通线，重点是娘子关的日军据点。
娘子关，原名苇泽关，位于山西平定县城东北45公里处，是古长城的著名关隘。相传唐太宗之妹平阳公主统领娘子军驻此设防，故称娘子关。
关城两翼之长城依山势蜿蜒，是正太路上晋、冀两省交界地带的天然屏障。关城北侧桃河，水流湍急，南接山岭，逶迤相连。石太线顺山峡蜿蜒铺设。
1937年10月，日军占领娘子关后，又依据险峻的山谷加修了4个大堡垒。关上有日军驻守，关下的村子里驻守着伪军。
1940年8月20日20时，担任主攻任务的第五团指战员悄悄潜入娘子关村，很快解决了村里的伪军。胜利的喜悦鼓舞了八路军指战员的信心，他们沿着陡峭的山坡，冒着密集的火网，向娘子关上的日军堡垒仰攻。
守关日军毫无准备，被八路军打得措手不及。经过3小时激战，第五团的两个连攻入娘子关，歼灭了大部分守军，八路军的红旗插上了被日军占领3年的娘子关。
这是正太铁路中最早攻克的一个重要战略据点。在侵略军铁蹄下生活了近3年的娘子关地区的同胞，看到八路军的红旗高高地飘在关头上，兴奋得流出了泪水。
聂荣臻得知右纵队的指战员攻克娘子关，感到兴奋，但他立即拒绝了部队要求坚守娘子关的请求，命令部队在炸毁堡垒工事和东面的铁路桥后，撤离娘子关。当日军的增援部队赶到时，八路军已经撤得无影无踪。
8月23日，第五团官兵再次攻入娘子关，炸毁了娘子关东面1公里处的一座石桥，破坏了程家陇底、磨河滩之间的铁路。
第五团一营第一连向磨河滩车站这个日军据点袭击时，却意外地遭到了日军的反击。磨河滩车站原来只有100多名日军，八路军以一个连突然袭击，有胜利的把握，谁知这天日军的800多名退役军人乘火车经过这个车站，听到枪声，也加入了战斗，这样一来，磨河滩车站的日军突然增加到近千人，战斗力发生了变化。
破袭磨河滩车站的任务没有完成，指战员们摩拳擦掌。当天晚上，第一连官兵悄悄地渡过棉河，攻入磨河滩车站，日军听到枪声，退入营房继续抵抗。
就在两军相持的时候，500多名日军乘铁甲列车前来增援，天空突然下起了大雨，棉河水上涨，人员难以徒涉，一连指战员即抢占了磨河滩车站西面的一个村庄，伺机行动。
次日下午，日军组织起400多人，开始对第一连进行反击。第五团首长得知这一情况后，即命令团主力对一连进行火力支援。不一会儿，反击的日军遭到了棉河北岸猛烈炮火的袭击，反击受阻。第一连指战员英勇战斗一日，歼灭50多名日军后，奉命撤出战斗。
第十九团官兵在战斗发起后攻入巨城和移穰车站。8月23日晚上，第十九团再次攻入移穰车站，炸毁了车站的水塔和铁路设施。
8月24日至27日，右纵队的指战员连续作战，接连炸毁了20孔石桥。日军各据点的联络被切断，遭到八路军的各个击破，正太铁路娘子关至乱柳段，交通完全断绝，日军异常恐慌。
左纵队由晋察冀军区第四军分区司令员熊伯涛指挥，辖有冀中警备第二旅、晋察冀军区特务团、平井获支队等部队，主要负责破袭微水至石家庄之间的铁路和公路。战斗打响后，各部队分头行动。
平井获支队在8月20日夜晚袭击岩峰，爆破铁路。特务团在20日夜掩护群众破坏公路后，又于22日夜攻入上安车站，歼灭了车站的日军。警备旅第二团于23日夜攻入头泉车站，破坏了日军的两个堡垒。
8月25日至27日，左纵队指战员连续出击，对平山、获鹿、微水、岩峰之间的公路进行破击，取得了满意的战果。
中央纵队由第一军分区司令员杨成武指挥，辖有第二、第三、第十六团，主要负责破袭正太铁路娘子关至微水段，攻打井陉煤矿。
战斗打响后，第十六团第二营等部队接连攻克了地都、北峪、南峪等日军据点，歼灭了南峪的大部分日军，破坏了日军占据的两座桥梁。第二团攻占了驴岭铁桥东端的堡垒，还一度占领蔡庄日军据点。
中央纵队进攻井陉煤矿这一仗，打得非常漂亮。日军占据井陉煤矿以后，一直把煤矿作为一个重要守备据点。日军在围墙上敷设电网，围墙外还加设了铁丝网，挖了壕沟。围墙内，日军在新矿、老矿、北山等不同角落设置了22个堡垒，以便监视全矿区。
战前，中央纵队按照聂荣臻司令员的指示，派遣小分队潜入矿区，同煤矿工人接上了头。在工人们的掩护下，第三团的指战员切断了矿区电源，在暗夜中发起冲击。
黎明时分，八路军指战员歼灭了矿区的日军警备队一部。第二天下午，第三团官兵全歼守军百余人，解放工人2300多人，占领了主要矿井。在矿工的帮助下，八路军指战员炸毁了14台机器、10个锅炉、5座铁桥、3座风车、2座烟囱以及电机房、火车站等矿区的一些重要设施。
这次破袭，使日军损失达一亿日元，井陉煤矿半年内无法出煤。日军独立混成第八旅团参谋泉可畏翁回忆说：“所谓井陉煤即炼铁用的黏结煤，当时是供给满洲鞍山炼铁厂重要的、不可缺少的原料。在井陉三矿中，最重要的是新矿，所受破坏最大，至少半年以上不能出煤。”
8月21日傍晚，日军独立混成第八旅团司令部得知八路军袭击井陉煤矿的消息后，旅团长水原义重少将亲自率领全部14个中队的日军，分两个梯队从石家庄等地星夜兼程，增援井陉煤矿。23日傍晚，当这些日军抵达井陉煤矿时，八路军已经撤离。
8月23日，驻守石家庄的部分日军向西增援。
这时候，华北地区连日下雨，河水泛滥，这给八路军的破袭作战带来了不便。晋察冀军区的部队转移兵力，继续对日军占据的铁路、桥梁、隧道进行全面破击。
在见人就杀、见房就烧的日本侵略者的残酷的“扫荡”之下，聂荣臻领导晋察冀军民坚决反“扫荡”，大家呼喊一个口号：
敌人进村我们出村，敌人出村我们进村；敌人不来时，炸桥梁、毁隧道、烧枕木、割电线；敌人来时，用草人引诱、用手榴弹炸、用石雷轰、用中国人民的聪明才智奋勇反击侵略者。
经过20多天战斗，晋察冀军区各部队共在正太路沿线毙、伤、俘日伪军900多人，攻克10多个据点，破坏了30多公里铁路，18座桥梁，缴获了大批枪支弹药和5门火炮，在兄弟部队的共同打击下，正太路全线一度陷于瘫痪。
正太路是日军华北军事系统的纽带，正太路陷于瘫痪，日军在华北的军事系统仿佛断了脊梁，这就有力地削弱了日军的战斗力。当时，华北方面军向日本陆军部报告说：
正太路破坏极为严重，规模之大无法形容，敌人采用爆炸、焚烧、破坏等方法，企图对桥梁、轨道、通讯网、火车站设施等重要技术性设备，予以彻底摧毁。在进行破坏时，隐蔽伪装得极为巧妙。
晋察冀军民齐心协力的反“扫荡”行动给华北日军以痛击，使日军在华北的嚣张气焰受到重挫。
