百团大战在全国普通民众和国民党军队中造成巨大影响。百团大战激励了后方民众。武汉、广州失陷以后，抗日战争进入相持阶段，由于国民党军失败主义甚嚣尘上，大后方人民对中国抗战能否胜利是持悲观主义态度的。1940年6月的宜昌失守和日本的对重庆等后方城市的轰炸，特别是8月19、20日两天，日本陆海军每天出动140余架次各式飞机对重庆的大轰炸，使市区各地遭到严重破坏，死伤群众众多。同时国民党当局故意不断制造“和平”投降舆论，大后方人民更加悲观绝望，感觉抗战前途缈茫，八路军在华北敌后发动了百团大战！8月23日，在新华社发表华北交通总攻击战第一号《捷报》的同一天，朱德、彭德怀正副总司令向重庆发出了慰问电，内称：“连日来，敌机数百架，飞袭‘行都’，尤以20日下午之暴行更烈；狂炸我重庆闹市，投大量燃烧弹，山城大火，精华一炬，无辜同胞，血肉横飞。噩耗传来，全军愤怒。乃事有巧合，鄙军适于该日晚……集中百团大军，开始向正太、同蒲、平汉等路大举进击。三日来，平汉、同蒲交通已断，正太路全线之车站、桥梁、隧道、路轨、水塔、电信、厂矿等均经我彻底破坏，同晚并克复冀晋天险之娘子关。平津、保定、石家庄、太原、大同、新乡各地来援敌兵，均经我分别截杀，正在各地展开激战。德等谨代表八路军全体将士，向我重庆全市同胞致以深切之慰问，并当激励所属，益加奋勉，猛烈扩大我百团大战之胜利，以莫大战果，贡献于重庆全市被难同胞之前，借以回答敌寇残暴之兽行，而为被难同胞复仇雪恨。”
接着中央社亦自洛阳、香港等地连发百团大战胜利消息，新闻评论纷纷在大后方各派势力的报纸、刊物发表，由此大后方的亿万同胞看到百团大战的胜利，认识到日本军国主义不是不可战胜，因而精神大振，纷纷称“这是最近国内最痛快的一件事”。民主战士李公朴说：“综观历日辉煌战绩，我军伟壮阵容实为空前壮举。际此国际情势错综，日寇疯狂轰炸‘行都’之时，不仅一振国际视听，更予全国军民无限兴奋与信心，西北赖以屏藩，抗战更划一新页。”前往八路军驻办事处表示对百团将士钦敬和慰劳的人络绎不绝，各个阶层包括公务员、流亡青年、工人、店员、教员、学生纷纷去办事处慰劳和捐款，或者寄去捐款。
被日本侵略者欺凌压迫的沦陷区人民看到百团大战，更是为之兴奋不已。八路军百团大战使华北沦陷区的民众看到解放曙光。在正太路破袭战中，他们纷纷把家里的粮食送给八路军，城市商人也带着食品慰问，他们说，要亲眼看看祖国的军队收复榆社至辽县（今左权）公路线上五六十个失地，老百姓一见到八路军，就激动深情地高呼：“我们等你们久啦！”“你们可来啦！”被解放的工人表态坚决“不给日军当差，不当伪军，不供给日伪军粮备，不使用‘鬼势’（伪钞），自动焚烧‘良民证’；不替日军修路”。9月2日这天，日军为修复被八路军破坏了的公路，从各村庄强拉的六七十名民夫正在干活时，听到在远处打了一枪，民夫群起大哗：“八路军来了！”眨眼间一哄而散。七八个监工的日伪军弄不明情况，也惊吓得逃跑了。百团大战甚至感化了敌占区的伪军。百团大战前，八路军总部采取正确的统战策略，颁发文告号召伪军归向祖国，回 到人民阵营。9月，百团大战第一阶段进行中，八路军总部发布，“凡伪军兄弟一经反正，即为抗日部队，反正后努力杀敌，本军当予以各种帮助”等公告。八路军的正确政策使许多伪军纷纷反正，脱离日军，投入到抗战行列。百团大战期间，共有14批人数达1845名伪军先后反正。比如由关外调来驻守保定车站的17名伪军，投奔八路军后曾受到当地军民2000多人的热烈欢迎。可见，八路军和民众对伪军反正的极大欢迎，“他们深受敌寇蒙蔽欺骗，自己人打自己人，今后誓力以民族解放，为拯救东北3000万同胞，与敌寇搏战到底。”伪军反正有利于瓦解敌人，更好地实现对日军的打击。
同时，百团大战有力推动了东北抗战，给东北同胞以巨大的鼓舞。“九·一八”以来就沦为亡国奴的东北人民生活在水深火热之中，听到百团大战的消息无疑是振奋人心的大事，扬眉吐气的大事。东北的抗日义勇军和抗日联军，正在同日本侵略者进行艰苦卓绝的斗争。当时百团大战战斗扩大到冀热察辽绥边地区，极大地鼓舞了在东北坚持抗日的军队，极大地提高了他们的抗日积极性和坚持抗战的信心、决心。当时在延安的东北抗日联军第四军军长李延禄说：“9年了，东北同胞特别是抗日联军在艰苦中奋战着。八路军百团大战的胜利，使他们更加振作起来，兴奋起来。八路军在冀东、热河的发展不久便能够与抗日联军取得更密切的联系。”百团大战使爱国的海外华侨受到震撼和兴奋，提高他们的自豪感、自信心。中国共产党的重庆新华日报馆先后收到美京全体华侨抗日救国会和檀香山抗战将士慰劳总会等华侨团体寄来的慰问信和慰劳金。10月4日美国全体华侨抗日救国会给朱德将军暨八路军全体将士的信中说：“严冬将临，贵军深入华北敌人后方，运输给养诸多不便，辗转冰天雪地，战士之困难，不言可喻。故本会于上次执委会会议中，决议由前球赛、演出所筹集之寒衣捐款，拨寄贵军国币1万元，赶制寒衣，以示美国全体侨胞对将军及贵军爱护之微忱。”
四是对世界人民反法西斯给予有力支持。百团大战迫使日本南下战略的迟滞，阻挡了日军对亚洲和西太平洋地区国家的进攻。减轻了世界反法西斯战争的压力。8月23日八路军总部关于《华北交通总攻击战序幕揭开》刚一公布，24日，美国合众社驻北平的记者发出报道百团大战的电讯：“自华军部队在河北开始大规模之进击后，北平附近之华军，亦实行响应，甚为活跃。现北平闻军极为震动，平津铁路，昨日不通。”紧接着史沫特莱和其他国家通讯社的驻华记者也向国外报道“百团大战”的胜利消息。8月29日，苏联《红星报》发表时评说：国民革命军第八路军“正在积极勇猛的作战”，“进行大规模之进攻”，“河北、山东及北平附近之游击战争，亦有极大之开展。因此，尽管日机之空袭使中国遭受损失及死伤，但中国人民情绪极高，且确信自己的力量。中国人民进行独立战争至最后胜利之决心，仍然强固，不可动摇。”
世界许多被法西斯侵略的国家从报道中了解到百团大战胜利的消息，激发了他们反对侵略、英勇战斗的勇气和信心，尤其是百团大战对于正遭受日本帝国主义侵略的朝鲜等亚洲国家以及其他太平洋地区的国家和人民，从报道和评论中了解中国百团大战的胜利，认识到只要团结抗日，就能打败侵略者。自己的解放主要依靠自己的努力来实现。而对于受到日本威胁的苏英美等国，中国百团大战的胜利，使日军调兵巩固华北，这样就减轻了其他国家的压力，有力支援了苏美英等国的反法西斯战争。百团大战为世界反法西斯战争作出了巨大贡献。