抗日戰爭時期，黨領導的敵後抗日武裝在華北同蒲路以東，津浦路以西，正太、石德路以北，張家口、承德以南廣大地區創建了第一個敵後抗日根據地——晉察冀抗日根據地。中共中央和毛澤東譽之為“敵後模範的抗日根據地及統一戰線的模範區”。
1937年7月，盧溝橋事變爆發後，八路軍第一一五師挺進華北抗日前線。9月25日，首戰平型關，殲敵近千人，取得了抗戰開始後的第一個勝利。10月，按照中共中央、中央軍委的統一部署，一一五師主力由五台山南下晉西南，開始創建晉西南根據地。第一一五師一部及軍政幹部共約3000餘人，在政委聶榮臻率領下留駐五台山地區，着手創建敵後抗日根據地。他們在五台山地區建立戰地動員委員會和抗日救國會等半政權性質的組織，廣泛發動羣眾，武裝羣眾，擴大隊伍，開展游擊戰爭，收復敵占城鎮，很快在平綏、正太、同蒲、平漢路之間的晉察冀邊區形成了敵後抗日根據地。11月7日，根據中共中央、中央軍委的命令，以阜平、五台為中心的晉察冀軍區成立，聶榮臻任司令員兼政治委員，下轄四個軍分區。11月下旬，日軍調集2萬餘人分八路對根據地進行圍攻。八路軍採取游擊戰和集中主力殲敵的作戰方針，殲敵1000餘人，消耗了敵人的有生力量，粉碎了敵人的圍攻，鞏固了根據地，晉察冀抗日根據地發展到30多個縣。
1938年1月10日，晉察冀邊區軍政民代表大會在河北阜平召開，出席會議的有共產黨員、國民黨員、各抗日軍隊和抗日羣眾團體的代表，工人、農民、開明紳士和資本家的代表，蒙、回、藏等少數民族的代表，以及五台山寺廟的和尚、喇嘛等140餘人，代表着邊區30餘縣的廣大民眾。會議經過民主選舉，成立了晉察冀邊區行政委員會，宋劭文為主任委員，胡仁奎為副主任委員。這是共產黨領導的第一個敵後統一戰線性質的抗日民主政權，它頒佈實施的各項政策法令，穩定了社會秩序，根本改變了國民黨軍隊敗退和政權垮台後出現的混亂局面，使敵後抗戰力量得到迅速發展。
與此同時，冀中地區的抗日遊擊戰爭也得到迅速發展。1937年10月，共產黨員呂正操率國民黨東北軍第五十三軍第六九一團在河北晉縣誓師抗日，部隊改編為人民自衞軍。1938年4月，人民自衞軍與河北遊擊軍配合，粉碎了日軍對冀中的第一次“掃蕩”，奠定了擴大和鞏固冀中抗日武裝及根據地的基礎。同年5月，冀中省委成立，黃敬為書記。同時，人民自衞軍與河北省遊擊軍合編為八路軍第三縱隊，併成立冀中軍區，呂正操任司令員，王平任政治委員，下轄4個軍分區。同時成立冀中區統一的政權領導機關——冀中區政治主任公署，呂正操任主任。冀中抗日根據地初步形成。
全國抗戰開始後，中共中央已注意到冀東戰略地位的重要。1938年2月，毛澤東指示：紅軍可出動一部於敵後的冀東，以霧靈山為根據地進行遊擊戰爭。隨後，晉察冀軍區派第一軍分區鄧華支隊向北平以西地區發展游擊戰爭，建立抗日政權。5月，晉西北的八路軍宋時輪支隊和鄧華支隊合編為八路軍第四縱隊，宋時輪為司令員，鄧華為政治委員。6月，第四縱隊向冀東挺進，策應、配合了冀東20餘縣20餘萬人的武裝起義，為冀東抗日根據地的開闢奠定了基礎。
1938年11月，中共中央晉察冀分局成立，彭真任書記。不久，彭真奉調延安，由聶榮臻任書記。分局代表中共中央和北方局，全面領導邊區的黨、政、軍和羣眾工作。
到1938年底，晉察冀抗日根據地共轄70餘縣，擁有居民1200萬，武裝力量約10萬。晉察冀分局、晉察冀邊區行政委員會、晉察冀軍區統一領導晉察冀抗日根據地各個地區、各方面的工作。
晉察冀抗日根據地的創立與發展，引起了日軍極大的恐慌。1938年11月和12月，日軍對冀中區進行兩次圍攻。根據中央軍委命令，賀龍、關嚮應率領八路軍一二0師主力，於12月下旬開赴冀中，並於次年4月在河間縣齊會村戰鬥中殲滅日軍700餘人，取得平原地區殲滅戰的重大勝利。隨後，一二0師和晉察冀軍區部隊一起，相繼在繁峙、易縣、靈壽、阜平、淶源等地打敗日偽軍的進攻和“掃蕩”，取得上、下細腰和陳莊、雁宿崖、黃土嶺戰鬥的勝利，鞏固和發展了冀中、北嶽根據地。1940年，晉察冀軍區各部參加了百團大戰，重創日偽軍，鞏固了晉察冀抗日根據地。到1940年底，晉察冀根據地發展壯大為晉察冀、冀中、冀熱察三個戰略區，成為擁有1500餘萬人口的華北最大的抗日根據地。
1941年起，日軍將共產黨和抗日根據地的人民武裝作為主要的進攻對象，在華北採用軍事、政治、經濟、文化相結合的“總力戰”，連續5次推行“治安強化運動”，對晉察冀抗日根據地進行殘酷的“掃蕩”、“蠶食”。日軍制造了一系列駭人聽聞的慘案，實行燒光、殺光、搶光的“三光”政策，製造“無人區”，晉察冀根據地進入艱苦困難的時期。
面對艱難困苦的局面，晉察冀分局和晉察冀軍區執行中共中央、中央軍委的堅持敵後抗戰、鞏固和擴大抗日民族統一戰線的方針政策，建立“三三制”政權，實行精兵簡政、減租減息，發展生產。同時，抗日根據地實行主力部隊地方化，加強地方部隊、主力部隊和民兵相結合的方法，採取“敵進我進”、“向敵後之敵後伸展”、“把敵人擠出去”等軍事鬥爭方針，廣泛運用地雷戰、麻雀戰、地道戰、武工隊等游擊戰方式，深入敵後開展反“掃蕩”、反“蠶食”鬥爭。經過根據地軍民的艱苦抗戰，到1943年，北嶽區粉碎了日軍4萬餘人的大“掃蕩”，冀中區抗日遊擊根據地重新建立，冀東區開闢了察北、熱南及遼西的大片新區，晉察冀抗日根據地得到了恢復和發展。
1944年，晉察冀根據地軍民實行攻勢作戰，共作戰4400餘次，斃傷敵2.29萬餘人，俘日、偽軍及爭取偽軍投誠、反正2.22萬餘人，拔除敵據點、碉堡1600多個，解放人口758萬，擴大了北嶽區，鞏固了平北與平西區，堅持了冀東區，恢復了冀中區。
同年9月，為了便於指揮，根據中共中央、中央軍委指示，晉察冀軍區對所屬部隊進行整編，成立了冀晉、冀中、冀察和冀熱遼四個二級軍區，並以各區部隊為基礎組織了新的野戰部隊。
1945年5月，晉察冀根據地軍民根據中共中央“削弱日偽，發展我軍，縮小敵佔區，擴大解放區”的方針，對日、偽軍發起大規模夏季攻勢，先後發動察南戰役、雁北攻勢、子牙河戰役、大清河戰役、熱遼戰役，消滅日、偽軍2萬餘人，擴大瞭解放區，將敵人壓縮到鐵路沿線及主要城市。8月，晉察冀軍區在廣大羣眾的支援下，對日、偽軍展開大反攻：一部攻奪大同、豐鎮等城，一部進攻太原，一部包圍北平，一部攻張家口、張北、多倫、沽源，一部攻唐山、秦皇島等，一部攻天津、塘沽，一部攻石家莊、保定，攻佔城市70餘座，解放了西迄同蒲鐵路，東到渤海、錦州，南臨正太路、石德路，北至多倫、赤峯的廣大地區，使晉察冀根據地與晉綏、晉冀魯豫、山東根據地和東北解放區聯成一片。
