1937年9月，国共两党开始第二次合作。当时，八路军的编制只有三个师，六个旅，十二个团，总计3万多人，蒋介石按月给这些部队发粮发弹药，发饷银，这样的情况一直持续到百团大战前夕。电视连续剧《亮剑》中的李云龙说道，386旅下辖两个团，771团，772团，像我们独立团连个正经番号都没有，就算打了胜战，蒋介石都不知道该嘉奖哪个部队。
的确如此，八路军改编之时只有三个师，这个还是周恩来在重庆千辛万苦谈判得来的，115师、120师、129师原本是属于东北军的番号。八路军不可以自主发展壮大人员编制，因为当时要受到国民政府管辖，但实际上，八路军当时很多采用《亮剑》中的做法，招人但是不上报，隐瞒实际人数。虽然国民政府只给了3个师的编制，但到了1940年八路军急速扩大到40万人，但并没有突破三个师编制，只是在原有的编制下增加了独立团、纵队等特殊编制，1940年时八路军的一个旅有几万人，兵力相当于国军的一个军了，但是国民党对此也无可奈何，抗日压力压得国民党无暇顾及八路军的壮大。
抗日战场如火如荼，蒋介石的正规军一败再败，上海会战、武汉会战、豫湘桂会战等，蒋介石最后迁都到重庆，所持有省份剩下四川、云南、贵州，还有陕西等西部省份，东南沿海、华北前线都已经落入日军的铁蹄之下。蒋介石将中央军全部撤入四川保存实力，而之前收编的那些军阀像阎锡山、冯玉祥、刘祥、龙云等人的部队皆改编为抗日武装，将其派到抗战前线和日本血拼。红军也在其中。
尽管这些人都知道蒋介石目的是借日本人之手来消耗异己的实力，进而自己一步做大，但是他们在民族大义面前仍义无反顾，从不后退。特别是川军，他们在各个战场上都有自己的身影，由于战斗力低下，武装简陋，所以去了抗战前线势必受到各个军阀、主战将军们的排挤，但是川军们都是有血有肉的汉子，他们之间抛头颅、洒热血，在台儿庄战役，在长沙战役等。
八路军直接深入到华北前线和日本人展开敌后抗日，蒋介石巴不得我们和日本血拼。在东渡黄河之前，毛主席说，我们去有两个可能，第一，我们被日本人击败，退回来，蒋介石以派兵援助为由进驻陕西；第二，我们站稳脚跟，发展起来。
八路军这个番号来自于北伐战争中留守广东的粤军部队编成，李济深、陈济棠先后任总指挥。兵力最多时曾编有7个军。1936年7月，陈济棠联合桂系李宗仁、白崇禧发动反蒋的“两广事变”失败后，国民政府军事委员会趁机撤销了第八路军番号。1937年全面抗战爆发后，红军主力改编纳入国民革命军序列，就把八路军番号给了红军。到1938年的时候，八路军人数已经扩充了4倍，朱德总司令特地致电蒋介石，要求给予八路军三个军、十二个师的编制配给。当然蒋介石是不会同意的。
集团军早在北伐时期就存在，当时的集团军人数从十万到几十万都有，蒋介石、冯玉祥、阎锡山、新桂系李宗仁四派军阀分别编为第一、二、三、四集团军，蒋、冯、阎、李分任总司令。此时的集团军，并不是按作战任务编组的战役军团，而是按势力划分的派系集团。各集团军编制也不同，第一集团军先后编有6个军团，每个军团下辖3～4个军；第二集团军共编9个方面军，方面军下辖2～5个军；第三集团军和第四集团军都是直接辖十几个军。
红军改编为八路军之后，不久又改编为第十八集团军，三个师，人数不变，一般还是习惯叫八路军。向守志上将在回忆文章里说到另一层原因：日本人扫荡问老百姓：“八路的有？”如果说“十八集团军的有？”绕口不好说，他就说八路。我们也叫八路，老百姓就都叫八路。但是八路军发展过快，蒋介石又不给番号，于是又在各师和军区之下增编了若干独立旅、新编旅、警备旅、教导旅和骑兵旅等。每旅人数不等，少则两千人，多则六七千。每个旅通常辖3个团，个别还有辖4个团的。1941年12月，根据中共中央“精兵简政”指示精神，八路军各战略区对所属部队进行精简，实行甲种旅和乙种旅两种编制。所谓甲种旅，就是三团制，七八千人；乙种旅，为两团制，五六千人。徐海东、陈赓、张宗逊、陈锡联、王震、杨勇、许世友、韩先楚等赫赫有名的战将都当过八路军的旅长。
至于说团，那就有的说了，八路军有主力团、基干团、地方团，有大团、小团，有甲种团、乙种团、丙种团等区分。各个团的战斗力、作战任务，还有人数等各不相同，主力部队的团有3000多人，枪支、炮等都是最好的，比较差的是县大队直接升上来的团，这些部队一般都是当做后勤部队，或者是预备队使用，他们很少参加大战。李云龙的部队就是独立团，本来他们的作用就是维护治安、发展根据地，但是因为李云龙到任后一战成名，所以也被当做主力团使用。
为什么别的部队都是越打越少，而八路军却越打越多呢？首先八路军抗日的武装，到敌后农村发展根据地，打土豪分田地等实施对农民有利的政策，参军的青年积极性增加，蒋介石给的军饷只够3万人用，所以每次领来军饷之后都要重新分配，官兵一致。不打大仗，自然没有大消耗，自然就有扩充实力的机会。中共八年抗战，没有打过一场大的战役，百团大战也只是很多小军事行动的总和。对比国军大型会战22场，每年3场，每场伤亡十万众，怎么消耗得起，国民党在正面战场浴血奋战，损失惨重。收编伪军，土改，这也是一个原因，翻身农民为了保护分得的土地而参军。共产党的军队只管吃穿，没有军饷。国民党作为执政党，要维护经济，支付军费、教育、医疗各种支出，负担繁重。八路军的强项就是动员群众发动群众，尤其是土地改革政策为八路军建立了非常丰富的兵源基础。