上海、太原失陷前后，八路军按照中共中央和毛泽东的指示，在敌后开展广泛的游击战争。一一五师一部留在以恒山为依托的晋察冀边区，主力进入以吕梁山为依托的晋西地区；一二○师进至以管涔山脉为依托的晋西北地区；总部率一二九师主力进入以太行山为依托的晋冀豫边区。八路军在完成了战略展开之后，接着就开展了创建根据地的战争和其它各项工作。

　　晋察冀根据地平型关战斗后，聂荣臻率一一五师一部两千人留守五台山，在晋察冀边区开展游击战争。十一月，成立了晋察冀军区，聂荣臻任司令员兼政治委员，下辖四个军分区。八路军在各地组织战地动员委员会和游击队。一九三八年一月十日，在河北阜平召开全区军政民代表大会，成立了边区临时行政委员会。各级政权进行了改选，统一了政策法令，改编了当地的抗日武装，部队迅速扩大。二月，边区军民粉碎了日寇二万多兵力的八路围攻，恢复了晋北、冀西、冀中、察南的五十余县。这是第一个敌后抗日民主根据地。一九三八年春，派出一个支队进到北平的西山一带，开辟了平西根据地。同年四月，在冀中成立了行政主任公署，建立了冀中根据地。六月，又组织一个纵队，进入冀东。七月，配合当地的党组织，在冀东七县发动武装起义，并在十七个县开展了大规模的游击战争，开辟了冀东根据地。它是以后冀热辽根据地的基础。这些根据地的开辟，使晋察冀边区更加扩大。

　　晋绥根据地一九三七年十一月国民党军队弃守太原后，八路军一二○师在晋西北开展游击战争，发动群众抗日。一九三八年二月，日寇乘一二○师开赴同蒲路作战之机，调集万余人兵力向晋北进攻，侵占宁武等七个县城。一二○师闻讯，星夜回师，经二十多天激战，收复了七个县城，打垮了日寇的第一次围攻，奠定了晋西北抗日根据地的基础。同年八月，一二○师派一个支队北上绥远，越过平绥线，进入大青山地区，与当地的抗日武装相配合，发动了绥东、绥西、绥南以及察哈尔的游击战争，开辟了大青山抗日根据地。以后，大青山区和晋西北区统一为晋绥抗日根据地。

　　晋冀豫根据地一九三七年十一月，八路军一二九师在正太路痛击日寇之后，进入晋东南，以太行山为中心开辟抗日根据地。十二月，粉碎了敌人的六路围攻。一九三八年，游击战争迅速发展起来。二月进行了长生口伏击战。三月中下旬进行了神头岭和响堂铺战斗，歼敌约二千人，焚毁汽车一百八十余辆。四月，日军三万余人分九路进攻晋东南地区。一二九师等部在长乐村歼敌二千二百余人，又乘胜追击，粉碎了敌人的围攻，共歼敌四千余人，收复县城十八座。下旬成立晋冀豫军区。同年春，一二九师一部开赴冀南，发动群众，打击日寇，建立政权，开辟了冀南区。八九月间，一二九师一部在漳南作战，收复了豫北滑县等地。

　　山东根据地抗战爆发后，山东的共产党组织，从一九三七年十月至一九三八年六月，先后在盐山、乐陵、文登、长山、徂徕山等地领导起义，建立抗日武装，开展游击战争，并逐步开辟了十个抗日根据地。为加强统一领导，十二月成立中共山东分局，同时成立八路军山东纵队，统一领导山东地区的部队。一九三八年五月，一一五师和一二九师各一部进入冀鲁边，将该区部队统一编为八路军东进抗日挺进纵队。随后在宁津、乐陵、盐山等地开展游击战争。从十二月至一九三九年三月，连续粉碎敌人的三次“扫荡”，开辟了冀鲁边根据地。

　　华中根据地一九三七年十月，共产党与国民党谈判达成协议，将南方八省红军游击队统一整编为国民革命军陆军新编第四军。一九三八年一月，新四军军部在江西南昌正式成立。军长叶挺，政委兼副军长项英。下辖第一、二、三、四支队。第一支队司令员陈毅，第二支队司令员张鼎丞，第三支队司令员张云逸，第四支队司令员高敬亭。同时，成立中共中央东南分局，项英任书记。一九三八年二月，各支队开始向皖南皖中集中。四月，军部由南昌进到岩寺。六月，第一支队在陈毅率领下进入苏南敌后，七月，第二支队在张鼎丞率领下也进入苏南敌后，开辟了以茅山为中心的苏南根据地。两个支队广泛开展游击战争，牵制了向华中内地侵犯的敌人。一九三九年十一月，第一、二支队领导机关合并，成立新四军江南指挥部，由陈毅、粟裕任正副指挥。第三支队在策应第一、二支队挺进苏南以后，进入皖南前线抗战，于芜湖、宣城等地开辟了皖南根据地。一九三八年四月，第四支队挺进皖中敌后，开展游击战争。一九三九年五月成立江北指挥部，由张云逸、徐海东任正副指挥，开辟了津浦路东、西根据地。一九三八年六月，中共河南省委组织了豫东游击第三支队等抗日武装。十月，该支队与新四军游击支队合编，东渡黄泛区，十一月在睢杞太地区取得多次胜利，初步打开了豫东抗战局面。

　　陕甘宁根据地一九三七年九月，成立了陕甘宁边区政府，共辖二十三个县。十一月，在完成普选的基础上建立了边区各级人民民主政权。抗日战争时期，共产党中央一直在陕甘宁边区，在政治上领导全国人民进行抗战。陕甘宁边区成了全国抗日的中心，敌后抗日根据地的总后方。首府延安成为全国人民向往的革命圣地。在八路军主力开赴华北前线后，驻陕甘宁边区的八路军留守兵团和地方武装，守卫着几百里黄河河防，保卫着边区。一九三八年粉碎了日寇的两次进攻。同时消灭了国民党派遣的四十八股土匪，使边区日臻巩固。陕甘宁边区还成立了总工会、农民会、妇女联合会、青年救国会等，把广大群众组织起来，开展了蓬蓬勃勃的抗日民主运动。一九三九年一月，陕甘宁边区参议会成立，并通过了《陕甘宁边区抗战时期施政纲领》。陕甘宁边区的抗日民主运动，为敌后各抗日根据地提供了经验，在全国树立了榜样。共产党在这里创办了马克思列宁学院、中国人民抗日军政大学、陕北公学、鲁迅艺术学院、卫生学校，为抗日民族解放运动培养了大批干部。陕甘宁边区政治、经济、军事、文化等各方面的建设，欣欣向荣，成为模范的抗日根据地。

　　一九三七年，共产党通过与阎锡山的统战关系，组建了青年抗敌决死纵队(新军)，共有四个纵队和政卫队、工卫队，全部兵力约四万余人。第一、三纵队和政卫队活动于晋东南地区，第二、四纵队和工卫队活动于晋西南地区。

　　敌后战场的开辟和敌后抗日根据地的建立，使日寇腹背受敌，受到极其严重的威胁。共产党、八路军新四军和党领导的人民抗日力量在敌后迅速发展壮大起来，成为坚持长期抗战的基本力量，成为取得抗日战争胜利和全国人民解放的保证。从一九三七年九月到一九三八年十月，华北八路军与敌人战斗一千五百余次，毙敌五万多人，牵制敌人兵力三十万以上。八路军迅速发展到十五万多人，新四军发展到二万五千人。这是共产党全面抗战路线和独立自主地开展游击战争的战略方针的重大胜利。至此，日寇只得停止战略进攻，回过头来以主要兵力把守占领区。