于1940年的日军来说，麻烦还不止这些，除了正面战军在华北敌后地区，所广泛开展的人民游击战争才是侵华日军最大的梦魇----对于那些敌后抗日武装所建立起来的抗日武装根据地，日军除了不断逐渐以华北方面军的兵力，对八路军进行大小规模不断的合围、扫荡，讨伐之外，还利用各种汉奸伪政权，频频的向抗日根据地实施‘强化治安运动’，企图消灭在将大量日军牵制在华北的抗日力量。
对于华北的八路军，日军甚是头疼不已，从平型关到神头岭，直至到黄土岭让驻蒙军独立混成第2团长阿部规秀中将毙命的黄土岭，华北方面的日军频频遭到惨重损失。
而由于至1939年秋冬，支那事变之初，用于进攻华北的主力师团，或是已被调至武汉第11军隶下、或是用于广西方面的作战，或调返回至朝鲜、国内，进行对苏警戒、要地守备、休整补充，毕竟诺门罕之战后，日军更是强烈的将苏军作为敌对目标了。
由于第1师团、第19师团、第11团已经先后调回国内，转为复员了，所以华北方面军所负责的晋察冀地区的守备，只得交给新成立的第32师团、第35师团、第36师团、第37师团、第师团、独立混成旅团等部队担任。
至1940年夏季，日军华北方面军的兵力约为25万人，以多田骏中将为方面军司令官、笠原聿雄中将为参谋长，司令部设立在北平。
下辖第1军，军司令官为筱义男中将，参谋长田中隆吉少将，军司令部设立在太原辖：师团部设立在长治的第36师团，师团长为井关中将；师团部设立在运城的第37师团，师团长为安达二十三中将；师团部设立在临汾的第师团，师团长为田边盛武中将；此外还有负责治安的独立混成旅团，独立混成第3旅团控制在县；独立混成第团控制在阳泉；独立混成第9旅团控制在太原；独立混成第16旅团控制在汾阳。军直属的野战重炮兵第2旅团则是部署在太原。
第12军则是军司令部设立济南，司令官为饭田贞固中将、参谋长本乡义夫少将，下辖师团部设立在徐州的第211师团师团长－鹫津铅平中将；师团部设立在兖州的第32师团，师团长－木村兵太郎中将；独立混成第5旅团控制在青岛；独立混成第6旅团控制在:县；独立混成第7旅团控制在惠民；独立混成第1团部署在济南。
驻蒙军司令－冈部直三郎中将、参谋长－高桥茂寿庆少将，军司令部设立在张家口辖师团部设立在大同的第26师团，师团长－黑田重德中将；小岛吉藏中将的骑兵集团，司令部设立在包头；独立混成第2旅团部署在张家口
方面军直辖部队包括有师团部立在天津的第27师团师团长－本间雅晴中将；师团部设立在开封的第25师团，师团长－原田熊吉中将；师团部设立在石家庄的第11师团，师团长饭沼守中将；独立混成第1旅团控制在；独立混成第团控制在石家庄；独立混成第15团控制在北平；骑兵第团部署在商丘。
下辖有第60战队、第15战的第1飞行团。
这样一来。在华北、内蒙方向地日军队计为9个步兵师团、1个骑兵集团、12个担任治安作战地独立混成旅团、1个野战重炮兵旅团、1个飞行团。这些部队。被华北方面军沿线部署在铁路、公路线侧。以便于向华北各抗日根据地。不断地进行扫荡。以扩大其占领区。同时还可以对抗日根据地推行伪化与进行封锁。
而华北地游击武装则为力地打击日军所推行地强化治安和蚕食政策根本彻底破坏日伪军赖以进行机动扫荡地铁路、公路；牵制日军企图向正面战争地进攻。7月22日路军总部下达了该作战地战役预备命令。月日下达了战役行动命令。
根据作战命令规定察冀军区破袭正太铁路由石家庄至阳泉以东地段。第129师破袭正太铁路由阳泉至以西地榆次地段。第120师破袭县以北地同蒲铁路以及汾阳至离石地公路。并以一定兵力位于阳曲地南北地区敌向正太铁路增援。同时各部在破袭敌交通线地同时。相机攻击敌据点并阻止其增援。
整个作战分计划分为三个阶。从月20日至9月1。为第一阶段。计划动全面阶段从9月22日至1月2日。继续歼灭敌军；第3阶段从16日至12月5日。则是准备对敌进行大规模地反扫荡。以破坏敌赖以进行扫荡地铁路、公路和通讯设施。消灭大量地日军。摧毁敌军事据点。扩大抗日根据地。鼓舞全国人民地抗战信心。使敌控制地石太铁路、平汉铁路北段、同蒲铁路北段。在短时间内无法通车为主要作战目地。
而这次计划中地大破袭战。恰恰正处于农作物地旺盛生长时期。因而对大部队地集结、开进、接敌、防空等方面。均带来了有利条件。所以。八路军方面对重点地正太铁路沿线作战。规定不得少于22个团。同时对平汉铁路北段、同蒲铁路北段、白圭至长治地铁路亦进行破袭。关于各部队地具体任务及兵力部署。第2战区副司令长官兼八路军总司令朱德、八路军副总司令彭德怀。于作战开始后地月22日。在给重庆蒋介石地电报中。作了如下报告：
委员长蒋钧鉴
一奉委座迭次电称，敌在太原集中两个师团之兵力，渐增强晋南，准备进攻潼、洛。又据职部各兵团迭次报称，关外之敌向关内增加，津浦及冀中、冀南敌陆续南移，向陇海东段集中，似有进攻潼、洛犯我西北，断我西北国际交通线企图。
二为打击敌人企图，配合晋南及华中各军作战、保卫西北，打破敌消灭华北抗日根据地这一政策的毒计，职部决以组织百团兵力，对正太路进行大规模的进攻战，限期截断该线，彻底毁灭铁路交通及主要公路线，进行大规模的破坏，截断其交通，以彻底粉碎敌寇进攻西北之企图，争取整个战局之好转。百团大战已经历1月余之准备，但恐电报机密不密，恐有泄漏故未早报，特此申明。
三百团大战除部之115师主力、山东部队未编入战斗序列外，120师、129师、晋察冀军区各部主力，及决死队之请求参战部队，计05个团，这是华北抗战以来空前未有之集结主力，向敌进攻。谨将大战兵力部署报告如下：
甲、正太线20个团
乙、平汉线由卢沟桥至段15个团
丙、同蒲线大至洪洞段12个团
丁、津浦线由天津至德州个团
戊、汾、军公路6个团
己、白晋线6个团
庚、北宁线两个团
辛、平绥线两个团
、沧石线团
癸、德石线团
子、济线3个团
丑、代县至蔚县团
寅、平太线至大同6个团
卯、辽干线辽县、平顺3个团，宁武、岢、静乐团
共15个团并已分为3个团。分由聂荣臻，贺龙、关向应，刘伯承、邓小平指挥之。大战已于月20日20时开始战斗，序战胜利已全部取得正太全线交通截断，大战正在展中。
战况请见详报，请分电各战区、各部队，抑制当前之敌，以利大战之进展。谨电奉闻。
职
朱德
彭德怀养日
而从月20日晚开始，在华北地的八路军根据命令，从这个夜晚开始，动了日军华北方面军事先毫无察觉到的突然大规模进攻。
由于八路军这次动的百团大战，其破袭重点是由石家庄至太原的铁路、敌军据点、铁路沿线的井、阳泉煤矿和白圭至长治铁路及平汉路北段，当时防守在这些铁路沿线的，是日军独立混成第团、独立混成第团、独立混成第9旅团、独立混成第3旅团、独立混成第1旅团，第36师团、第11师团、独立混成第1、第15团。所以作战针对，也是以这些日军部队为主要作战方向。
虽然华北方面军司令部的第2，经常以巡逻队、谍报队、电台侦听、破译密码、电台定位、收集报纸杂志、询问出入抗日根据地的行人等手段，观察、判断八路军及抗日根据地的动态。但由于八路军的严格保密措施和使华北日军在遭到这次猛烈攻击前，对危险一无所知。故而整个破袭作战完全的达到了突然性和欺骗性。