1937年7月7日,日本侵略军以制造卢沟桥事变为起点进而发动全面侵华战争。中国军队奋起抗击,开始了全国性的抗日战争。国民党当局在全国人民要求抗日的压力下,接受了中国共产党提出的抗日主张,以国共两党合作为基础的全国抗日民族统一战线正式形成。8月下旬,中共中央政治局在陕西省洛川召开扩大会议,通过《关于目前形势与党的任务的决定》和《抗日救国十大纲领》,提出全面的全民族的抗战路线和持久战的总方针,确定共产党领导的军队以创建抗日根据地、牵制与消耗敌人、配合友军作战、保存与扩大自己为基本任务,并执行独立自主的山地游击战的战略方针。会议决定组成中共中央革命军事委员会(简称中共中央军委),毛泽东为主席,朱德、周恩来为副主席(后增补王稼祥、刘少奇、彭德怀为副主席)。
根据国共两党达成的协议,中国工农红军主力于1937年8月25日改编为国民革命军第八路军(简称八路军),朱德任总指挥,彭德怀任副总指挥(9月11日按全国统一的战斗序列,八路军改称第18集团军,朱、彭改称正、副总司令),叶剑英任参谋长,左权任副参谋长,任弼时任政治部主任,邓小平任副主任,辖第115、第120、第129师,林彪、贺龙、刘伯承分任师长(后陈光任第115师代师长),全军共4.6万人。八路军3个师自8月下旬起陆续开赴华北抗日前线。
1937年10月,根据国共两党协议,南方8省的红军和游击队改编为国民革命军陆军新编第四军(简称新四军)。叶挺任军长,项英任副军长,辖第1、第2、第3、第4支队,全军共1万余人。
八路军和新四军挺进敌后,广泛开辟敌后战场,并迅速发展壮大自己的武装队伍。到1938年10月,八路军发展到156000人,新四军发展到25000人。到1940年底,八路军、新四军和共产党领导的华南抗日游击队共计发展到50万人,共产党领导的抗日根据地的总人口达到1亿。
1941年1月,国民党顽固派制造了震惊中外的“皖南事变”,新四军损失7000多人,军长叶挺受伤被扣,副军长项英遇害。中共中央决定陈毅为新四军代军长,刘少奇为新四军政委。
1942年下半年,八路军组织105个团的兵力,对华北地区的日伪军展开大规模攻势作战,沉重打击了日伪军。到1945年夏季,共产党领导的抗日武装力量发展壮大到91万人。8月,中共中央决定成立新的中央军事委员会,毛泽东任主席,朱德、刘少奇、周恩来、彭德怀任副主席,彭德怀兼任军委总参谋长,刘少奇兼任总政治部主任,杨尚昆任军委秘书长。
1945年7月26日,中、美、英三国发表波茨坦公告,敦促日本投降,8月6日、9日,美国向日本广岛和长崎投掷原子弹,8月8日,苏联对日本宣战,次日出兵中国东北。此后,八路军、新四军和华南游击队向日伪军展开猛烈的大反攻,八路军一部和东北抗日联军积极配合苏联红军在东北作战,攻歼拒绝投降的日伪军,收复了华北、中原、华东、华南、东北等地区的大片国土。8月15日,日本宣布无条件投降,9月2日,正式在投降书上签字。至此,中国人民的抗日民族解放战争胜利结束。中国共产党领导的八路军和新四军等抗日武装力量,是中国人民抗日战争的中流砥柱,在8年抗战中,同日伪军作战12.5万余次,毙伤俘日伪军170余万人,在19个省区内形成了拥有100多万平方公里土地和约1亿人口的解放区,部队发展到120余万人,为打败日本帝国主义、赢得世界反法西斯战争的胜利做出了巨大贡献。