9月12日，中共中央军委主席毛泽东致电即将陪同周恩来赴南京出席国防会议的彭德怀，对独立自主的山地游击战的基本原则作了全面的阐述。一、有依照情况使用兵力的自由，二、有发动群众创造根据地组织义勇军的自由，三、南京只作战略规定，红军有执行此战略之一切自由；四、坚持依傍山地与不打硬仗的原则。是月中旬，当八路军主力陆续抵达山西前线时，日军已夺取了山西的门户南口，并正以大迂回之态势，企图夺取太原，最后夺取黄河以北之华北。恒山山脉正处在日军大迂回的战略中枢，八路军原定的战略部署已不适用。于是，中央军委遂于17日致电朱德、彭德怀，再次指出“红军此时是支队性质，不起决战的决定作用，但如部署得当，能起在华北（主要在山西）支持游击战争的决定作用”。21日，毛泽东第3次电示彭德怀，强调指出“今日红军在决战问题上，不起任何决定作用，而有一种自己的拿手好戏。在这种拿手戏中，一定能起决定作用，这就是真正独立自主的山地游击战（不是运动战）。要实行这样的方针，就要战略上有有力部队处于敌之侧翼，就要以创造根据地发动群众为主，就要分散兵力，而不是以集中打仗为主，集中打仗则不能做群众工作，做群众工作则不能集中打仗，二者不能并举（集中打仗在目前是毫无结果之可言的）。”25日，毛泽东又致电周恩来、刘少奇、杨尚昆等，明确指出“整个华北工作，应以游击战争为唯一方向”，“要告诉全党，今后没有别的工作，唯一的就是游击战争”。
八路军总部遵照中央军委的命令及多次指示，向所属3个师发出调整部署及关于动员群众发展游击战争的训令。各师奉令迅速进入指定地区。一一五师迎着疯狂进攻的日军，以自觉被动的姿势进入恒山山脉，首战平型关告捷后，师主力即于五台山活动以待战机，同时派出地方工作团，于晋察冀边地区发动群众开展游击战争。在忻口会战之际总部率一一五师主力驰援正太路前线，聂荣臻部之独立团、骑兵营挺进察南，挥戈冀西，11月7日成立晋察冀军区。一二零师师部率三五八旅进入管涔山区，28日在神池集结完毕，随后分兵，宋时轮支队挺进雁北，在大同以西以南展开，取得雁门关伏击战的胜利，并派出一址方工作团，深入晋西北各县发动群众开展游击战争，第三五九旅调归总部直接指挥，该旅组成300余人的工作团，进入平山、井陉地区发动群众。一二九师在先遣部队于10月工9日取得夜袭阳明堡机场胜利后，主力进抵太行山平定及其以南地区待机，忻口会战之际曾驰援娘子关火线。
11月9日，太原失陷后的第二天，毛泽东致电朱德、彭德怀，指出在华北正规战争业已结束、游击战争转入主要地位的形势下，晋西北、晋东北、晋东南、晋西南，敌军均将向之前进。因此，八路军3个师的部署，除控制一部兵力担负袭击任务外，大部兵力应分散到各要地，进一步发挥独立自主精神，发动群众，扩大部队，准备充分力量以对付日军的围攻。11月13日，毛泽东又致电朱德、彭德怀并刘少奇、周恩来等，进一步明确指出，八路军的任务在于“发挥进一步的独立自主原则，坚持华北游击战争，同日寇力争山西全省的大多数农村，使之化为游击根据地”。据此，八路军总部令一二零师坚持在晋西北开展敌后游击战争，充分做好粉碎日军之围攻的准备；一一五师师部率三四三旅适时转入吕梁山地区，创建晋西南抗日根据地；一二九师主力由正太路南下太行山区，开辟晋东南抗日根据地。
遵照中共中央指示和八路军总部命令，各师迅速化整为零，组成挺进支队，深入农村，发动群众，实现以山西为中心的分兵，使独立自主的游击战争迅猛地向全华北扩展；晋察冀军区以五台山为依托的游击战争，以晋东北为中心，伸向晋察冀边（察南，冀西、五台和定襄，平山和盂县）。1938年1月，晋察冀边区行政委员会成立，晋察冀抗日根据地傲然屹立。一二九师以太行山为依托的游击战争，以晋东南为中心，伸向晋冀豫边（太行，晋冀、冀豫、平定、太南）。1938年初粉碎日军围攻后，奠定了创建以太行山为依托的抗日根据地。一二零师以管涔山为依托的游击战争，以晋西北为中心，伸向晋察边（晋西北、雁北）。1938年1月，在同蒲路北段以西，北起左云、右玉、清水河，南至汾（阳）离（石）公路的广大地区，全面建立各级抗日民主政权，组织游击队、自卫队，县以下都有党的组织，晋西北抗日根据地初步形成。一一五师以吕梁山为依托的游击战争，以晋西南为中心，发动群众，组织游击队，1938年3月取得午城、井沟伏击战的胜利，粉碎了日军西犯黄河之企图，为开辟晋西南抗日根据地打下了基础。从这些区域看来，“中国失去的不过是几条铁路及若干城市而已，其他并没有失掉。这一实例给全国以具体的证明，只要到处采用这种办法，敌人是无法灭亡中国的”。
1937年底1938年初，敌后游击战争主要依傍山地开展，但山区贫穷，人口稀少，给养和兵员都有困难。为了扩大队伍，坚持抗战，必须把根据地扩展到平原去。1937年12月，一二九师派出挺进支队东出太行，深入冀南平原。12月17日，又派陈再道率东进纵队，挺进冀南，并会合挺进支队，成立了中共冀鲁豫省委和军政委员会。1938年3月，一二九师政治部副主任宋任穷率骑兵团开赴冀南，打开了南宫区域的局面，八路军在冀南平原站住了脚跟，在山东，1937年11月至1938年春，在中共山东省委和各地党组织的领导下，山东人民纷纷揭竿而起，举行抗日武装起义，攻克了10余座县城，建立了10多个抗日阵地，人民武装达4万余人，分散开展敌后游击战争。4月21日，中共中央发出《对平原游击战的指示》，指出，“根据抗战以来的经验，在目前全国坚持抗战与正面深入群众工作两个条件下”，“党与八路军部队，在河北，山东平原地区，应坚决采取尽量广泛发展游击战争的方针”。其时，日华北方面军和华中派遣军正沿津浦路南北对进，企图夹击战略要地徐州，造成华北后方薄弱及华中沦陷区松懈，从而为游击战争提供了一个大发展的时机。
根据中央军委指示，八路军所属各师派出更多的挺进支队，在山地、在平原，敌后游击战如火如荼，抗日根据地星罗棋布，晋察冀军区，建立了西起平汉路，东至津浦路，北迄北宁路，南到沧石公路，拥有38个县的冀中抗日根据地。5月，邓华支队与一二零师宋时轮支队会合组成第四纵队，巩固和发展了平西抗日根据地。6月，第四纵队挺进冀东，开辟了平北游击战争的局面。7月，第四纵队抵达冀东，至9月，成立冀热察辽军分区，冀东抗日根据地初步形成。一二零师三五九旅开赴恒山山脉，配合晋察冀军区，开辟了桑乾河地区。8月，派独立一支队进入晋中平原，扩大了晋西北根据地。是年冬，创建了包括绥西、绥南和绥中3个区的大青山抗日根据地。至此，晋绥抗日根据地初步形成。同年底，根据中央军委指示，贺龙、关向应率一二零师主力进入冀中平原。4月，一二九师粉碎了日军3万余人对晋东南的九路围攻，奠定了晋冀豫抗日根据地的基础。是月下旬，成立了晋冀豫军区。4月26日，根据中央军委指示，徐向前率部挺进冀南平原，并与东进纵队会合，至9月底，在西至平汉路，东迄津浦路，南达陇海路，北抵滹沱河的广大地区，创建了拥有800万人口的冀南抗日根据地。6月底，一一五师第五支队与一二九师津浦支队会合，挺进冀鲁边地区，9月，成立以萧华为书记的冀鲁边军政委员会，部队整编为八路军东进抗日挺进纵队。儿月，三四四旅独立团挺进豫北、直南、鲁西南一带，开展游击战争。12月，一一五师东进山东，先遣六八五团进入微山湖西地区，着手开辟湖西抗日根据地。
在游击战从山地到平原蓬勃发展，根据地自华北向江南迅开创之际，毛泽东于1938年5月发表了《抗日游击战争的战略问题》，全面系统地论述了抗日战争中游击战争的战略问题之所以发生的根本原因及6项战略方针。指出“抗日战争中这样又广大又持久的游击战争，在整个人类的战争史中都是颇为新鲜的事情”。同时，朱德、刘少奇、周恩来、任弼时、刘伯承等也相继发表了关于游击战争的著述，从而进一步武装了全党的思想，具体地指导了八路军、新四军正在进行的游击战争。在9月29日至11月6日召开的中共六届六中全会上，毛泽东在总结报告中，论述了战争和战略问题在中国革命中的首要地位，特别对抗日战争中党领导的人民军队由正规战向游击战的转变，作了详细的论述，指出“这一转变关系于整个抗日战争的坚持、发展和胜利，关系于中国共产党的前途非常之大”。全会批判了王明在军事战略问题上的右倾错误，使全党在战略转变问题上的认识，取得完全一致。游击战争的理论，成为八路军、新四军和其他人民抗日武装在整个抗日战争中，克敌制胜的强大思想武器。
