膽小如鼠的偽軍火急火燎地向駐地日軍匯報八路軍的動向，日軍緊急集結出發，準備夜襲八路軍駐地，不過這正中八路軍的下懷，自投羅網的日軍遭到八路軍的重拳打擊。八路軍其余各部也紛紛捷報頻傳，出色地完成了指揮部交代的任務。

與此同時，八路軍的反攻也開始了，為了營救被日軍強行征用的礦工以及摧毀日軍煤礦，他們也對日軍發動了夜襲，在夜幕的掩護下，八路軍成功突入日軍煤礦內部，礦工們也揭竿而起加入戰斗，里應外合將日軍全殲。

日本華北派遣軍第一軍司令部接到八路軍襲擊正太線的戰報，正太線上的日軍已經與外部失聯，日軍司令部也分身乏力，連拆東墻補西墻也行不通，無法派遣援軍。這正是彭德懷精心策劃的百團大戰帶給日軍的毀滅性打擊結果。除了摧毀掉日軍煤礦，八路軍無意之中還發現了兩個住在煤礦附近的日本小女孩，聶榮臻悉心照料他們，還特地深夜伏案寫信準備送還孩子。

百團大戰破襲了日軍華北方面軍控制的多段鐵路和公路全線，多次中斷交通，斷其補給，并拔除了深入抗日根據地的一些據點，從而沉重地打擊了日偽軍的囚籠政策和鞏固華北占領區的企圖。

極為重要的各鐵路線被八路軍中斷，日軍唯有死死抱住平漢線這條華北最重要的運輸通道，令人意外的是這條線也已經被破壞了，日軍低估了這支裝備簡陋，缺乏訓練的八路軍，沒料到他們口中的土八路也能組織大規模的集團進攻，八路軍的組織能力和頑強精神遠遠超出了日軍的預想。八路軍的質和量都已成為華北戰場的主力，日軍必須調整戰略，重新審視這支日趨強大的軍隊了。

日軍不甘失敗，重新調集大軍對八路軍抗日根據地實施報復性的殘酷掃蕩，盡管百團大戰消耗了八路軍的相當一部分力量，但八路軍絕不能松懈，必須連續作戰，保衛抗日根據地，于是戰場上又將拉開持久戰的序幕。針對日軍的進犯，八路軍決定吃掉這塊送到嘴邊的肥肉，盡管戰斗異常艱苦，但彭德懷下定了吃掉日軍的決心，八路軍巧妙利用地形地質狀況繞過敵人的攻擊，殺了日軍一個片甲不留。

中國共產黨領導八路軍發起的戰略性進攻戰役——百團大戰碩果累累，粉碎了日軍的囚籠政策，遲滯了日軍的南進步伐，打破了日本逼迫國民政府投降的圖謀，有力支援了國民黨正面戰場。彭德懷下令將百團大戰的戰報上報給重慶，蔣介石聽取了戰績報告之后，對八路軍的戰果又驚又喜。板垣征四郎終于嘗到了狂妄輕敵的苦果，日軍華北方面軍司令官多田駿決定按兵不動，而是把重心放在中條山地區的衛立煌大軍身上。