8月18日，南京政府同意将红军改编为国民革命军第八路军，下编3个师，设立总指挥部，任命朱德、彭德怀为正副总指挥。蒋介石不再坚持派军官到八路军任职，只往总部及3个师派联络参谋1人。争执已久的红军改编编制及人事问题终于解决了。8月22日，国民政府军事委员会正式公布红军改编的命令。这一天，正好中共中央在洛川召开政治局扩大会议。
8月25日洛川会议闭幕当天，中国共产党中央革命军事委员会主席毛泽东和副主席朱德、周恩来向全军颁布了改编令：
南京已经开始对日抗战，国共两党合作初步成功。为着实现共产党中央给国民党中央三中全会红军改名之保证，使红军成为抗日民族战争的模范，推动这一抗战成为全民族的抗日革命战争，以争取最后的彻底胜利，特依据与国民党及南京政治谈判结果，宣布红军改名为国民革命军第八路军，着将：
前总指挥部改为第八路军总指挥部，以朱德为总指挥，彭德怀为副总指挥，叶剑英为参谋长，左权为副参谋长。
总政治部改为第八路军政治部，以任弼时为主任，邓小平为副主任。
一方面军第1军团、15军团及74师合编为陆军第115师，以林彪为该师师长，聂荣臻为副师长，周昆为参谋长，罗荣桓为该师政训处主任，肖华为副主任。
二方面军27军、28军独立第1师、第2师及赤水警卫营前总直之一部等部，合编为陆军第120师，以贺龙为师长，肖克为副师长，周士第为参谋长，关向应为政训处主任，甘泗淇为副主任。
四方面军29军、30军陕甘宁独立第1、2、3、4团等部，改编为陆军第129师，以刘伯承为师长，徐向前为副师长，倪志亮为参谋长，张浩为政训处主任，宋任穷为副主任。
以上各部改编后，人员委任照前总行之。各师改编为国民革命军后，必须加强党的领导，保持和发挥10年斗争的光荣传统。坚决执行党中央与军委会命令，保证红军在改编后成为共产党的党军，为党的路线及政策而斗争，完成中国革命之伟大使命。
同日，中共中央军委还发表原陕北红军改编命令：原陕北红军分别编入八路军的3个正规师，另从红一、二、四方面军中抽出部分兵力，组成八路后方总留守处，由肖劲光任主任，下辖8个警备团及385旅旅部和770团团部，负责陕甘宁边区的保卫。
编后的八路军编制序列如下：
总指挥：朱德
副总指挥：彭德怀
参谋长：叶剑英
副参谋长：左权
政治部主任：任弼时
副主任：邓小平
第115师
师长：林彪
副师长：聂荣臻
参谋长：周昆
政训处主任：罗荣桓
副主任：肖华
第343旅旅长：陈光
副旅长：周建屏
第344旅旅长：徐海东
副旅长：黄克诚
第120师
师长：贺龙
副师长：肖克
参谋长：周士第
政训处主任：关向应
副主任：甘泗淇
第358旅旅长：张宗逊
副旅长：李井泉
第359旅旅长：陈伯钧
副旅长：王震
第129师
师长：刘伯承
副师长：徐向前
参谋长：倪志亮
政训处主任：张浩
副主任：宋任穷
第385旅旅长：王宏坤
副旅长：王维舟
第386旅旅长：陈赓
副旅长：陈再道
8月29日，中央军委决定成立前方分会（后称华北军分会）。聂荣臻任该会委员。
9月11日，八路军按全国统一的战斗序列改称第18集团军，总指挥、副总指挥改称总司令、副总司令。
5 八路军调整作战部署
1937年8月22日，南京国民政府与共产党的南京谈判合作达成了，国民政府军事委员会颁布了将红军改编为八路军的命令。谈判中，蒋介石鉴于战情危急，做出让步，同意了中共提出的一些重要意见，同意了红军的作战任务是充任战略的游击支队，执行侧面作战，协助友军骚扰与钳制日军大部并消灭其一部。
共产党所坚持的红军作战任务是改编前夕，1937年8月5日由洛甫、毛泽东致电朱德、周恩来提出的：红军担负以独立自主的游击运动战，钳制敌人大部分，消灭敌一部的任务。向着沿平绥西进及沿平汉南进之敌，出击侧面，扰乱、钳制和打击，协助友军作战。并派出一部，远出热河。
洛甫、毛泽东在这一天，还同时提出了八路军的战略部署问题：部队应先出1/3兵力，以冀察（哈尔）晋绥（远）4省交界地区（是指四角地区不是三角地区）为中心，向着沿平绥铁路西进及沿平汉铁路南进之敌，执行侧面的游击战争，另以一部兵力向冀热（河）察边区活动，威胁敌之后方。
8月22日，在红军主力改编为八路军的同时，毛泽东在洛川会议上，又正式赋予包括八路军在内的人民军队的基本任务：1、创造根据地；2、钳制和相机消灭敌人；3、配合友军作战（战略支队任务），即在战略上配合国民党军作战，在战役战术上坚持独立自主原则；4、保存与扩大部队；5、争取民族革命战争的领导权。
洛川会议上，中共中央政治局还通过了洛甫、毛泽东的战略部署设想。
当时，洛甫、毛泽东提出的战略部署，其战略意图是，八路军全部部署于以恒山山脉为中心的晋察冀绥四省交界地区，并以此为依托，向察哈尔南部、热河南部和河北西部发展，深入平津地区，展开于敌之翼侧和后方，打击和钳制日军进攻，配合国民党军正面战场作战。
然而，当八路军按照预定部署日夜兼程开赴华北抗日前线时，沿平绥铁路西进日军关东军察哈尔派遣兵团，则采用右翼迂回的方针，于9月13日占领大同后，除以一部兵力继续西进绥远外，主力则沿同蒲铁路南下，直趋太原，企图协同沿平汉铁路和津浦铁路南下日军华北方面军主力，威胁河南，占领山东，夺取黄河以北地区，进占华北全境。同时，威胁平绥铁路沿线国民党军，先机取胜。
依据华北战局的新变化，中共中央、中央军委与八路军总部各师领导人，经过反复酝酿，做出了调整八路军部署的战略决策。9月17日，毛泽东就八路军的部署，分别电示八路军总部和各师负责人，指出：恒山山脉必为敌军夺取晋察冀三省之战略中枢，向此中枢出动主力，我3个师已无集中晋东北一处之可能，更无此必要。因此，过去决定八路军全部在恒山山脉创造游击根据地的计划，现已根本不适用了。此时，如依原计划执行，将全部处于敌之战略大迂回中，即使第二步撤向太行山脉，设想在敌占太原情况下，亦在敌大迂回中，将完全陷入被动地位。为了在战略上展开于主动地位，即展开于敌之翼侧，钳制敌之进攻太原与继续南下，援助晋绥地区国民党军使之不过于损失力量；为真正进行独立自主的山地游击战；为广泛发动群众，组织义勇军，创造游击根据地，支持华北游击战争，并为扩大八路军本身起见，拟变更原定部署，采取如下之战略部署：第115师以自觉的姿势，即时进入晋东北的恒山山脉南段活动，如敌南进，而友军又未能将其击退，则准备依情况逐渐南移，展开于晋东南太行、太岳两山脉中；第120师应集结于太原以北忻县待命，准备转至晋西北管涔山地区活动；第129师于适当时机，进至吕梁山脉活动；八路军总部进至太原附近，依情况决定适当位置。
根据毛泽东的电示，9月21日，朱德、彭德怀和任弼时联合发出《关于发动群众开展游击战争的训令》，指出：除第115师和第120师分别在晋东北与晋西北地区外，以第129师部署在晋东南辽县地区，以总部直属队一部部署在晋察冀边的五台、盂县。
9月23日，毛泽东从战局趋势和长远部署考虑，再电八路军总部和八路军驻晋办事处，指出：敌对太原，志在必得。五台、定襄、盂县地区太小。敌进太原后，即在其包围中。因此，第120师速赴晋西北占先着，处于大同、太原之外翼，向绥远与大同游击，方能有效地钳制敌南进太原；第129师可与第115师靠近，位于晋南太岳山脉中；吕梁山脉（吉县汾河间），可由陕北部队抽调一部去策应。游击战争主要应处于敌之翼侧及后方，在山西应为晋西北、晋东北、晋东南、晋西南四区，向着进入中心城市及要道敌人，取四面包围袭击之姿势，不宜于集中五台山脉一区，集中一区是难以立足的。
6 国共两军士兵的对话
聂荣臻率领部队于9月中旬到达太原。次日离开时，太原各界代表、人民群众和东北流亡学生自动聚集在车站，含着热泪高唱抗日歌曲，赠送各种慰问品，热烈欢送他们开赴战场。此情此景，自然令聂荣臻和他的将士们为之动情、振奋。
然而，国民党军队此时却垮得一塌糊涂，一批批溃兵，用步枪挑着子弹、手榴弹和抢来的包裹、母鸡等东西，像潮水般地涌下来。对于这一场景，爱国民主人士李公朴先生曾这样说，国民党军队的溃兵是“展开长途竞逃的奇观”。
当国民党溃军看到八路军要往前线去，感到很奇怪，说上去不过是送死，日军如何如何厉害。115师有的战士就跟他们争辩起来。
溃兵说：“你们别吹牛皮，上去试试吧！”
八路军战士问：“你们为什么退下来？”
溃兵说：“日本人有飞机坦克，炮弹比我们机关枪的子弹还多。”
八路军战士问：“你们打死了多少敌人？”
回答说：“我们还没见到日本鬼子的面呢！”
又问：“为什么不和鬼子拼拼？”
回答说：“找不到长官，没人指挥，打不了哇！”
这番生动的对话，真实地反映出当时国民党军队的情况，说明抗日救国的希望，只能寄托在共产党八路军的身上。
“真是兵败如山倒啊！”聂荣臻果断而又愤然地说道，“不能让他们影响我们的行军速度和士气，部队立即改变原定经代县沿大路向平型关的行军路线，绕向五台的山间小路前进！”
通往五台的山间小道上，铺满苍黄的落叶。聂荣臻率领他的人马踏入这秋色凝重、草木萧瑟的世界，无疑给山野带来了活力。山道上，一丛丛绚丽的红叶，像是战士们热情的火焰。
聂荣臻的部队是在中秋节时到达五台的。五台山送给他们的见面礼，却是一场带有寒意的大雨。看着足蹬草鞋、身穿单军衣的战士们在大雨里坚持行军，爱兵如子的聂荣臻怎能不为之心疼呢？但军情紧急，只有冒雨赶路。告别五台，穿过龙泉关，于9月23日到达平型关东南的下关、上寨一线。
7 关键时刻的分歧
当奔赴山西前线的115师官兵分两个梯队，于9月下旬，先后进抵平型关附近的上寨地区隐蔽待机时，一个紧迫而现实的问题摆在了延安统帅部和115师首长的面前：如何使用兵力？是集中兵力打运动战、正规战，还是分散使用打游击战？
对此，作为115师师长的林彪与毛泽东的意见不太一致。
早在9月14日115师抵达原平车站时，林彪就曾电告八路军总部朱德、彭德怀、任弼时，提出：“344旅及师直集中大营，准备待敌佯攻大营东之平型关友军阵地时，我相机袭击敌人之左侧后，歼敌一部，以扩大战果。”显然，林彪是想集中兵力打大仗，打运动战。
林彪的电报同时转给了在延安统帅部的毛泽东。
16日，毛泽东致电林彪，指出：“我军应坚持既定方针，用游击战斗配合友军作战，此方针在京蒋何决定，周彭又在晋与阎当面决定，基本不应动摇此方针。”
这个电报也同时转发给了朱德、贺龙等人。
17日，毛泽东又给朱德、彭德怀、林彪等人发电，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。”
但是，接连两封电报都没能说服林彪，他执意要集中力量打歼灭战，打大仗。
18日，林彪回电毛泽东，坚持己见，提出：“在敌目前正在进攻的情况下，我先头旅应以作战歼敌为主要任务。”“关于一方面军目前行动方针，我意不只陈旅应在现地协同友军作战，师直及徐旅亦应以同样任务靠近陈旅，暂不应以做群众工作为中心。”“目前须以打大仗，捉俘虏，来提高军民抗战信心，提高党与红军威信。”
从这些来往电报中可以看出，林彪是主张将部队集中起来打大仗，拿出大部甚至全部力量协同国民党军进行正规战，认为这样可以阻止日军进攻，粉碎其侵略计划；而毛泽东则认为，以国民党军为主体的正规战已不可能扭转危局，而八路军的力量又太弱小，只有分兵发动群众，创造抗日根据地，开展游击战争，才能制胜敌人。
由于林彪等人的坚持，或许毛泽东觉得他们的意见有些道理，21日，毛泽东再次致电彭德怀，表示同意林彪将一个旅暂时集中打仗，但同时指出，如果许久还无机可乘时，仍以适时把中心转向群众工作为宜，“依情况判断，林率陈旅即使能打一两个胜仗，不久也须转向五台来的”。
虽然毛泽东同意了林彪他们将一个旅暂时集中打仗，但仍没有放弃自己的既定战略方针。25日，他又致电周恩来和北方局负责人刘少奇、杨尚昆、朱瑞，明确提出：
“整个华北工作，应以游击战争为唯一方向。一切工作，例如兵运、统一战线等，应环绕于游击战争。华北正规战如失败，我们不负责任；但游击战争如失败，我们须负主要的责任……要告诉全党，今后没有别的工作，唯一的就是游击战争。”
后来的战争实践证明，毛泽东不愧为战略大家，比一般人站得更高，看得更远。
8 平型关上设“口袋”
9月中旬，阎锡山指挥的第2战区战事紧迫。阎锡山在日寇攻势下压力极大，他随即要求八路军帮助防守平型关。周恩来、彭德怀表示同意。
23日，八路军总部遂电令林彪、聂荣臻率115师主力侧击正向平型关开进之敌。
林彪（1906-1971），湖北黄冈人。1923年6月加入共青团，1925年加入共产党。黄埔军校第四期步兵科毕业。1926年秋在国民革命军叶挺独立团任排长。参加北伐战争。1927年4月任连长，参加第二次北伐战争。大革命失败后，参加南昌起义和湘南起义。任工农革命军第1师1营2连连长。1928年4月随部队到井冈山，任红4军10师28团1营营长、第28团团长。1929年随红4军主力转战赣南、闽西，任第一纵队司令员、中共红4军前敌委员会委员。1930年6月任红4军军长。1932年3月任红1军团总指挥（后改称军团长）。率部参加中央革命根据地第一至第五次反“围剿”作战和长征。1935年9月任红军陕甘支队副司令员兼第一纵队司令员；10月到陕北后仍任红1军团军团长。1936年5月任中国人民抗日军政大学校长兼政治委员。抗日战争爆发后，任八路军115师师长。