胆小如鼠的伪军火急火燎地向驻地日军汇报八路军的动向，日军紧急集结出发，准备夜袭八路军驻地，不过这正中八路军的下怀，自投罗网的日军遭到八路军的重拳打击。八路军其余各部也纷纷捷报频传，出色地完成了指挥部交代的任务。

与此同时，八路军的反攻也开始了，为了营救被日军强行征用的矿工以及摧毁日军煤矿，他们也对日军发动了夜袭，在夜幕的掩护下，八路军成功突入日军煤矿内部，矿工们也揭竿而起加入战斗，里应外合将日军全歼。

日本华北派遣军第一军司令部接到八路军袭击正太线的战报，正太线上的日军已经与外部失联，日军司令部也分身乏力，连拆东墙补西墙也行不通，无法派遣援军。这正是彭德怀精心策划的百团大战带给日军的毁灭性打击结果。除了摧毁掉日军煤矿，八路军无意之中还发现了两个住在煤矿附近的日本小女孩，聂荣臻悉心照料他们，还特地深夜伏案写信准备送还孩子。

百团大战破袭了日军华北方面军控制的多段铁路和公路全线，多次中断交通，断其补给，并拔除了深入抗日根据地的一些据点，从而沉重地打击了日伪军的囚笼政策和巩固华北占领区的企图。

极为重要的各铁路线被八路军中断，日军唯有死死抱住平汉线这条华北最重要的运输通道，令人意外的是这条线也已经被破坏了，日军低估了这支装备简陋，缺乏训练的八路军，没料到他们口中的土八路也能组织大规模的集团进攻，八路军的组织能力和顽强精神远远超出了日军的预想。八路军的质和量都已成为华北战场的主力，日军必须调整战略，重新审视这支日趋强大的军队了。

日军不甘失败，重新调集大军对八路军抗日根据地实施报复性的残酷扫荡，尽管百团大战消耗了八路军的相当一部分力量，但八路军绝不能松懈，必须连续作战，保卫抗日根据地，于是战场上又将拉开持久战的序幕。针对日军的进犯，八路军决定吃掉这块送到嘴边的肥肉，尽管战斗异常艰苦，但彭德怀下定了吃掉日军的决心，八路军巧妙利用地形地质状况绕过敌人的攻击，杀了日军一个片甲不留。

中国共产党领导八路军发起的战略性进攻战役——百团大战硕果累累，粉碎了日军的囚笼政策，迟滞了日军的南进步伐，打破了日本逼迫国民政府投降的图谋，有力支援了国民党正面战场。彭德怀下令将百团大战的战报上报给重庆，蒋介石听取了战绩报告之后，对八路军的战果又惊又喜。板垣征四郎终于尝到了狂妄轻敌的苦果，日军华北方面军司令官多田骏决定按兵不动，而是把重心放在中条山地区的卫立煌大军身上。