1937年 39岁
1月中旬 亲往三原县渭北警备司令部作赵寿山的统战工作。
5月2日—14日 出席中共中央在延安召开的有苏区、白区和红军代表参加的党的全国代表会议（当时称苏区代表会议）。
7月9日 同红军其他将领通电全国，愿为抗日先锋与日本侵略军决一死战。
7月14日 遵照中共中央军委主席团命令将红军改组为国民革命军。
7月22日 在红军党的高级干部会议上作报告。
8月22日—25日 在洛川参加中共中央政治局扩大会议。
8月25日 红军改编为国民革命军第八路军，任副总指挥。
8月29日（一说23日） 任中央军委前方军委分会副书记。
9月5日 与周恩来、林彪、徐向前抵太原，同第二战区司令长官阎锡山会商红军参战问题。
9月11日 八路军改为国民革命军第十八集团军，任副总司令。
9月23日 与朱德总司令率八路军总部抵山西五台县之南茹村。部署一一五师在平型关袭击日军板垣师团。
10月 协助朱德指挥八路军配合友军进行忻口战役。
10月19日 与朱德、任弼时一起建议中共中央书记处按红军传统建立八路军的政治委员会制度。
10月21日 同朱德、任弼时一起部署八路军一二○师在晋西北，绥东及五台以北，一一五师在灵邱、涞源及五台以东以南，一二九师在正太路以南太行山脉发动群众开展游击战争。
11月27日 在延安抗大作演说。
1938年 40岁
1月15日 与朱德、贺龙、刘伯承、林彪赴洛阳参加蒋介石召集的第二战区师长以上干部会。会后应蒋介石之约在武昌与蒋会谈八路军支援徐州会战问题。
2月 与朱德一起部署八路军各师主力破击正太、同蒲、平汉铁路和邯长公路，支援正面战场的徐州会战。
3月2日 任第二战区东路军副总指挥。
3月24日 在沁县小东岭召开的第二战区东路军将领会议上，作《第二期抗战与我们的任务》报告。
4月 协助朱德指挥东路军各部粉碎敌人对晋东南的九路围攻，消灭日寇4000余人，收复县城18座。
5月14日 同朱德令宋（时轮）、邓（华）支队组成第四纵队。
11月3日 同朱德令一二九师派有力部队挺进冀南，协同冀南军区部队，巩固抗日根据地。
11月9日 中央政治局决定彭德怀为中央北方局委员，北方局常委。
12月2日 同朱德命贺（龙）、关（向应）率一二○师主力开赴冀中，统一冀中区领导。
1939年 41岁
2月7日 和朱德等发出第一期整军30个团的训令，6月23日幻发出第二期整训30个团的训令。
2月下旬 在冀南指挥反扫荡作战。
6月上旬 赴冀南同河北省主席鹿钟麟谈判，提出解决河北八大纲领。
7月6日 在《八路军军政杂志》上发表《巩固敌后抗日根据地》一文。
10月25日 在晋东南决死队、牺盟会、山西第三行政专署干部会上作讲演，与薄一波等人研究如何应付阎锡山发动反共事变。
12月20日—22日 在阳城东部署兵力，反击阎锡山制造的反共的“十二月事变”。
1940年 42岁
彭德怀在百团大战前沿阵地(徐肖冰摄)3月上旬 与朱德部署八路军一部全歼进攻太行区顽军朱怀冰等部3个师，粉碎了国民党发动的第一次反共高潮。
4月 部署第一一五师、一二师、一二九师及各军区对津浦、同蒲、平汉、胶济等铁路干线及日军新修的公路、铁路、碉堡进行破坏。
4月15日 在抗日军政大学第六期开学典礼上作报告。
6月 部署黄克城部南下与新四军会合开辟陇海南、新黄河北根据地。
7月22日 为打破日军对抗日根据地的封锁和进攻西安、重庆的企图，与朱德、左权向八路军一二○师、一二九师、晋察冀军区发出进行破袭正太铁路战役的预备命令。
8月20日 指挥发动对正太、同蒲、平汉铁路及敌重要公路线的破袭战，参战兵力达百余团，定名为“百团大战”。
9月20日 命令参战各部转人百团大战第二阶段以拔除敌人据点为主的作战。
10月30日—11月1日 在百团大战第三阶段（反扫荡）作战中指挥关家垴战斗，歼敌冈崎大队大部。
12月5日 百团大战宣告结束。整个战役歼敌2.5万余人，破坏铁路948里，公路线3000余里，破坏桥梁、涵洞、车站260余处，缴获大批枪枝、弹药和军用物资。
1941年 43岁
1月14日 向毛泽东报告八路军总部兵工厂本年度努力增强40个团装备的生产计划和兵工厂的规模。
4月16日 中央军委决定组织华北军委分会，被任命为副主席。
4月—12月 组织指挥各根据地打破敌人对我军的封锁和粉碎敌人“扫荡”的战斗。
1942年 44岁
1月7日 作《开展全面对敌经济斗争》报告。
l月8日 发表《克服困难争取胜利》一文，向华北抗日军、政、民提出实行精兵、简政、增加生产三项号召。
3月 部署晋东南我军分别袭击正太、同蒲路各线，牵制敌人向晋西南友军（阎）的进攻。
5月 指挥对日军反“扫荡”作战。25日，日军奔袭合围八路军总部及北方局机关，左权在突围中不幸牺牲。
1943年 45岁
1月 发表《关于敌战区与游击区的工作》一文，提出武装工作队的任务、组织和活动方式。
9月8日 离开太行山八路军总部，去延安。以后即在延安参加整风学习和协助毛泽东、朱德指导华北敌后抗战。
1944年 46岁
8月6日—9日 在延安对美军观察组作题为《八路军七年来在华北抗战的概况》3次谈话，讲述了八路军7年抗战的艰苦历程和辉煌战果。
12月12日 在陕甘宁边区参议会第二次大会上报告华北敌后军民英勇抗击敌人和根据地建设情况。
1945年 47岁
4月30日 在中国共产党第七次全国代表大会上发言，主要讲军事问题、政权问题、华北的群众运动问题，总结八路军英勇抗战的伟大成绩和几点经验教训。
6月11日 中国共产党第七次全国代表大会闭幕，当选中央委员。
6月19日 七届一中全会当选为中央政治局委员。
6月22日—7月25日 参加华北工作座谈会，作自我批评。
8月23日 任中共中央军委副主席兼总参谋长。
8月28日—9月12日 为军委几次起草致刘（伯承）、邓（小平）部署上党战役电报。
12月12日—29日 为军委起草一组电报，部署保卫张家口，保卫热、察两省的军事行动。