由於晉東要隘娘子關和晉北咽喉忻口相繼失守，使華北最後一個戰略要點太原門戶洞開，曆時23天的太原保衛戰功敗垂成。1937年11月8日，太原淪陷，華北正麵戰場隨之解體，日軍也將主力轉移到津浦線和長江流域。這也為共產黨、八路軍放手發動群眾，開展遊擊戰爭，建立抗日根據地，提供了有利時機和廣闊天地。
根據中共中央和毛澤東的指示，八路軍總部隨之決定並部署了三師主力由正規軍轉化為遊擊軍，由正規戰爭轉化為遊擊戰爭，四方分兵，挺進敵後的具體事宜。
當第115師在主力隨八路軍總部兼程南下馳援娘子關時，師政治委員聶榮臻率領該師餘部留守五台山地區，開展遊擊戰爭。經過1個月的艱苦工作，在晉東北廣泛建立了抗日秩序，密切了同群眾的聯係，初步奠定了抗日根據地的基礎。1937年11月7日，晉察冀軍區在五台縣成立，到1938年初，以晉東北五台縣為中心的晉察冀敵後已經拓展到包括43個縣、1200餘萬人口的廣大地區。這是中國共產黨在山西建立的第一個敵後抗日堡壘。
第120師早在忻口會戰時，就在政治委員關向應的率領下分赴晉西北岢嵐、興縣等14個縣，進行以發動群眾為中心的根據地的創建工作。太原失守後，賀龍率120師主力開赴晉西北敵後，到1938年1月，共產黨、八路軍在這一地區進一步站穩了腳跟，以管涔山為依托的晉西北敵後區初現輪廓。
八路軍總部和第129師先後在和順縣石拐鎮召開重要會議，決定第129師即行完成戰略展開，創建以太行、太嶽山脈為依托的晉冀豫抗日根據地。會後，全師根據總部和師部的部署，一麵以主力一部分別進至平漢鐵路以西、正太鐵路以南、同蒲鐵路以東一線，開展遊擊戰爭；一麵抽調大批幹部和先後分遣2／3以上兵力，組成工作團和遊擊支隊，分散到晉冀豫廣大地區，開辟抗日根據地。到1938年4月初日軍九路圍攻前，晉東南敵後區初步形成。
1937年12月，第115師主力進抵洪（洞）、趙（城）地區，與先期進駐臨汾、洪洞的中共中央北方局、八路軍總部和中共山西省委密切配合，全麵進行抗日根據地的創建工作。1938年2月初到3月底，師部率第343旅先後深入汾離公路以南、同蒲鐵路以西的晉西南各縣，廣泛開展遊擊戰爭，全力控製呂梁山脈南端，保衛黃河河防。在配合國民黨軍完成側擊、鉗製日軍由晉中南進任務後，又進一步打退了敵人對晉西南和黃河渡口的進犯，保證了黨中央和陝甘寧邊區的安全，開創了晉西南抗日鬥爭的新局麵。
晉察冀、晉綏、晉冀豫邊區和晉西南區的開辟，為開展華北敵後遊擊戰爭，創造了鞏固的戰爭後方和前進的戰略基地。
太原失守後，山西各地黨組織和八路軍領導機關明確地將建立和擴大抗日武裝作為中心任務，大力在山西全省進行了主力部隊、地方遊擊隊和人民自衛隊相結合的三位一體的抗日武裝的建立和發展工作。
各級抗日政權建立後，遵照中共中央和北方局擴大八路軍的指示，各地立即在轄區內廣泛發動組織群眾，很快掀起了群眾性的參軍熱潮。八路軍3個師由此在短期內普遍得到迅猛發展。第115師留守五台山的部隊，在根據地初創時隻有3000人，經過僅僅2個月的時間，就擴展到3萬餘人。第120師東渡黃河時兵力為3個團8200人，1938年初擴建整編後，全師主力增至6個團2．5萬人。第129師的總兵力也達到3萬人。到1938年初，3個師的主力由入晉時的3萬餘人增加到近10萬人，同年秋進一步擴展到25萬人，切切實實成為在山西和全華北堅持持久抗戰的主力軍。在此期間，山西新軍在八路軍的幫助下，也達到迅速發展。山西青年抗戰決死隊由初創時的1個總隊壯大到1938年春的4個縱隊，另外還有工人武裝縱隊、政衛隊和戰爭動員總會領導的13個遊擊支隊。
在壯大主力部隊，加強正規武裝建設的同時，山西各地黨組織還大力建立和發展地方遊擊武裝和人民自衛武裝。在晉東北，不但廣大的工、農群眾紛紛參加抗日武裝，各縣都成立了少則數百人，多則上千人的抗日遊擊隊、義勇軍。在晉西北，第120師地方工作團用僅1個月時間，在各縣組織起遊擊隊、自衛隊1．1萬餘人，不脫產的自衛隊5．7萬人。到1938年底，晉察冀邊區有組織的群眾達到100多萬人，不脫產的自衛隊員發展到30多萬人。在晉西南，各縣黨組織和犧盟會在當地合法成立了二三百人到三四百人不等的抗日自衛隊和遊擊隊。
黨領導的抗日武裝在山西的蓬勃發展，極大地促進了群眾性遊擊戰爭在敵後的開展，使抗日烽火在短短幾個月內迅速燃遍了山西的廣闊大地，並日趨猛烈地向整個華北擴展開來。
山西敵後遊擊戰爭的興起和抗日根據地的開辟，一開始就緊緊拖住了日軍，使其無法繼續向前推進。從1937年12月下旬到1938年4月下旬，晉察冀、晉西北、晉西南、晉東南各區抗日軍民相繼粉碎日軍的多路圍攻，使四大戰略支點毅然挺立在敵人後方，不僅殲滅了日軍的大批有生力量，而且有力地配合了國民黨軍正麵戰場的作戰。在此形勢下，中共中央作出關於開展平原遊擊戰爭的指示，八路軍各部自4月下旬起，陸續抽調主力，從以山西為中心的各戰區出發，向華北平原地區實行戰略展開。
第129師副師長徐向前率部東出太行，挺進冀南，開辟了西起平漢鐵路、東抵津浦鐵路、北至倉石公路、南跨漳河豫北的冀南和冀魯豫邊抗日根據地。第120師自雁北地區挺進綏遠，與當地黨組織領導的遊擊隊配合，開辟了以大青山為依托的綏南、綏中、綏西抗日遊擊根據地。第115師自晉西出發抵達魯西北，開辟了冀魯邊抗日遊擊根據地。八路軍以山西為基地向整個華北實行大幅度分兵，標誌著晉察冀、晉綏、晉冀豫三大抗日根據地初步形成。
中國共產黨從1944年起乘日軍抽調力量於太平洋戰場和實施打通大陸交通線之際，向日軍展開了局部反攻。1945年4月23日～6月11日，中國共產黨在延安召開第七次全國代表大會，製定了“放手發動群眾，壯大人民力量，在我黨的領導下，打敗日本侵略者，解放全國人民，建立一個新民主主義的中國”的政治路線。
1945年，中國軍隊對侵華日軍進行了全麵大反攻。8月15日，日本正式宣告無條件投降。9月9日，侵華日軍總司令岡村寧次在南京簽署了投降書。至此，中國人民抗日民族解放戰爭勝利結束。
據統計，八年抗戰中犧牲的八路軍旅以上軍官達114位，中國軍民傷亡3500多萬人，共殲滅日軍約200萬人。中國共產黨所領導的人民抗日力量對敵作戰12.5萬餘次，殲滅日軍52.7萬人，殲滅偽軍118萬人，收複國土100餘萬平方公裏。
太行山是一座神奇的山脈，是天下的脊梁。其形如刀，其體如鐵，其峰如劍，其嶺如刃，其神如骨，其勢如奔。太行山是一座豐碑，鐫刻著中國共產黨人的血肉抗戰功績，太行山作證，中國共產黨是全民族團結抗戰的中流砥柱。太行山又是一麵鏡子，既映射著一個偉大民族頑強不屈的精神，同時又反照著眾多個性分明的靈魂。