刘伯承十分关心破路的进展和毁坏程度，反复告诫部队：“对正太路破坏得越彻底，我们就越主动。”他还抓紧了督促检查工作，派出专人沿铁路线具体检查破毁情形，随时指出不足和提出改进意见。要求各破路纵队负责人必须亲自察看重要设施的破毁，不合格者重复进行，务求彻底。
经过10个昼夜的大规模破毁，正太路许多地段被夷为平地。几个残存据点里的日军龟缩不出，惶惶不可终日。这条被日军视为命脉的“钢铁封锁线”，终于彻底瘫痪了。
8月底，华北、山西的日军才从全面被攻的态势中恢复过来，他们急欲向八路军报复。驻守白晋、同蒲南段的第三十六、三十七师团各一部开到太谷、榆次等地，阳泉第四混成旅团也陆续调回了平定、昔阳等地的驻军，准备袭击第一二九师破击部队的后方。31日，榆次、寿阳、阳泉以及和顺、辽县的日军，分路向马坊、安丰进行合击。
刘伯承、邓小平下令部队停止破击，转入反“扫荡”作战。
破击部队和群众纷纷撤离正太路向南退去，广阳至沾尚以南的山沟里一下子聚集了数万人。
第一二九师前方指挥所和北方局、八路军总部机关，也都设置在安丰以南的卷峪沟一带山谷里，西距道坪、东距石拐都不到40里。如果日军一旦突进来，后果将会很严重。刘伯承立即命令周希汉率左翼纵队坚守高坪、道坪阵地，命令陈锡联率中央纵队的第三八五旅阻击石拐方向的日军。
日军指挥官通过飞机侦察发现了卷峪沟一带八路军后方的动静，命令榆次、寿阳两路部队加紧攻击。周希汉率第十六团死守高坪，以第二十五团向北阻击河底村之敌，令第三十八团占领高坪附近的柳村坪、松凹一线高地，坚决不让日军突进。战斗进行得异常激烈。日军500余人在飞机、大炮的掩护下，拼命向高坪阵地正面进攻。第十六团英勇抵抗，不断组织部队进行反冲击，牢牢守住了阵地。
第三八五旅迅速赶到翟家庄一线山地设防，挡住了石拐日军的前进道路。日军发动连续的冲击。第三八五旅依托有利地形不断杀伤日军，日军的攻势渐渐减弱了。
9月1日，高坪、道坪一带的日军集结得越来越多，攻势更加猛烈。周希汉指挥第十六团、三十八团交替掩护，节节抗击，迟滞日军的行动。
9月2日凌晨，日军占领了羊儿岭制高点，形势对第一二九师左翼纵队很不利。这时，刘伯承派师部警卫营长从卷峪沟赶到羊儿岭下，向周希汉传达命令：“要死守阵地，没有命令不准撤退。”
周希汉迅速部署防御，令第十六团守卫羊儿岭主阵地，第三十八团守卫附近的红崖阵地作策应。
6时，日军开始反扑，企图夺回羊儿岭。第十六、三十八团沉着应战。
他们以三分之一的兵力在前沿抗击，主力疏散隐蔽作预备队。日军逐次增加兵力，调集飞机、大炮轮番轰炸。指战员们越战越勇，始终坚守在阵地上。
当夜21时30分，刘伯承令周希汉撤退，告诉他机关和群众已全部撤走。
周希汉率领部队撤出战斗，一算时间，整整打了15个小时。
9月3日，日军一个大队进犯和顺以西的张建忖，刘伯承令陈锡联率第三八五旅伏击。经两日激战，毙伤日军200余人。残存的日军逃回辽县。
9月5日，日军第三十六师团永野大队600余人由太谷向榆社以北的双峰镇进犯。刘伯承命令陈康率第七七二、二十五团，由北向南。周希汉率第十六、三十八团，由南向北，夹击歼灭该敌。陈赓、周希汉分别率部与日军激战两昼夜，至7日拂晓将敌大部歼灭，毙永野大队氏以下400余人。
通过这3次打击和基干军队结合民兵、自卫队的广泛袭扰，日军被迫回撤，破击部队的反“扫荡”胜利结束。至此，百团大战第一阶段的正太路破击战役也就胜利结束。9月20日，刘伯承在榆社以南的宋家庄师前方指挥所，给营以上干部作了《百团大战第一阶段战役总结》报告。他着重从交通斗争的角度分析了正太路破击战的作用，指出敌我在相持阶段中的交通斗争是争取战略优势的主要手段，并以百团大战第一阶段的胜利，来说明开展交通战的必要性和可能性。
在谈到战役的重大意义时，他指出：一是提高了全国军民的抗战信心；二是振奋了敌占区民众，推动了瓦解敌伪军的工作；三是团结了友军，取得了威信；四是打击了敌人的南进计划；五是在国际上产生了积极的影响；六是锻炼了军民，积累了作战经验。
第五节激战关家垴
1940年9月23日，根据八路军总部的统一部署，刘伯承、邓小平率部进行百团大战第二阶段的榆辽战役，拔除榆社至辽县公路沿线的日伪军据点，相机收复榆社、辽县两城。
榆辽公路是日军深入太行根据地修筑的平辽公路的前锋段，他们企图把这条公路再由榆社向西南伸展，经武乡与白晋铁路连接，以达到其既分割太北根据地，又能灵活调动正太、白晋两线兵力的目的。
前一天，刘伯承、邓小平在讲堂镇设立了前方联络所，在宋家庄师指挥所颁发了榆辽战役作战基本命令。决定以第三八六旅、决死第一纵队各两个团为左翼队，攻取榆社、沿壁、王景3个据点；以第三八五旅并指挥新编第十一旅第三十二团为右翼队，主力攻取管头、铺上、小岭底等据点，一部扼守辽县以西的狼牙山，阻击辽县可能西援的日军；以新编第十旅分布于和辽线上破路袭敌，牵制并阻击昔阳、和顺等地出援的日军，配合作战。
鉴于这次战役主要是攻坚战斗，命令强调指出：“如某些据点之敌较久顽抗时，则以各种必要手段，如强袭、坑道作业等，力求克复之。”
23日23时，左翼队和右翼队同时向预定目标发起攻击。指战员冒着日军据点的密集火力猛攻，很快攻克沿壁、王景、小岭底、铺上4个据点。
榆社、管头两处，是榆辽公路上的主要据点，各有日军一个加强中队守备，工事构筑、兵器配备也都很强。左翼队第七七二、十六团第一次强攻榆社城失利。指挥员们进行阵前总结，认为火力没有运用好是主要原因。他们重新组织了火力，把敌人的火力点、射孔一一编成号，安排轻、重机枪和特等射手分工压制；把山炮拖到距西门50多米的一座楼上实行抵近射击。这些办法立即见效，第二次强攻一下子突到了城内，但残存的日军利用修在中学里的核心碉堡继续顽抗。第三次强攻又未能奏效。指挥员们决定照刘伯承的指示进行坑道作业。经一昼夜努力，战士们把坑道挖到了中心碉堡底下。随着一阵强烈的爆炸，中心碉堡崩塌了，里面的日军大部被炸死，活着的当了俘虏。榆社城终于被攻占了。
右翼队第十三团进攻管头，由于地形所限，在占领一个碉堡后，未获进展。右翼队除以一部兵力对管头敌人围困外，集中兵力攻击石匣，经1昼夜激战，于28日攻克石匣。
榆辽战役刚一发动，辽县日军立即出动西援。第一二九师右翼队第三十二团依托狼牙山阵地，将来援的日军击退。24日以后，日军又多次发动进攻，第三十二团英勇抗击，始终阻击住了日军，保障了榆辽公路上的攻坚战斗。
28日，和顺、武乡日军分别向辽县、管头增援，刘伯承、邓小平根据总部指示，改变原定攻击辽县的计划转移主力于红崖头、关地垴地区，准备歼灭由武乡东援管头的日军。对和顺南援的日军，则以一部兵力进行牵制。
为了吸引东援日军急进，29日夜，第十三团再攻管头。工兵在据点一角设置地雷，部队乘引爆后墙塌烟起之际，一举突入据点，又以手榴弹连续猛炸，炸得敌尸枕藉，终将管头攻克。
30日，由武乡东援的日军进入第一二九师预伏地区。第三八五、三八六旅、决死第一纵队展开了围歼战。指战员们冒雨连续发动10次猛攻，歼敌过半，逐渐将残存的日军压缩到两三个山头上。
日军指挥部一面令红崖头的部队固守待援，一面令武乡、和顺的部队火速增援。31日晨，辽县日军400余人猛攻狼牙山，遭到第三十二团的坚决抵抗。日军正面攻击不成，就派兵迂回到狼牙山主阵地的侧后，上午10时，突破了狼牙山阵地，沿辽榆公路急进。和顺日军也集中兵力攻占了塞王镇，向辽县急进。
在这种情况下，红崖头、关地垴地区的第三八五旅等部队，于当天中午再次发起强攻，争取在日军援兵到达之前歼灭被围的日军。由于日军守卫部队利用抢修的工事顽抗，攻击未能成功。
刘伯承认为部队久攻之后已很疲惫，再坚持攻击已无取胜把握，且武乡、和顺出援的日军正在接近，继续胶着有腹背受敌之虞，遂报告八路军总部撤出战斗，总部予以批准。刘伯承下令撤退。至此百团大战第二阶段榆辽战役结束。
冀南、太行、太岳军区部队，积极配合百团大战第一、第二阶段的正太、榆辽战役，也取得了很大的成绩。冀南军区部队与太行军民联合行动，对平汉路元氏、安阳段作了严重破坏，炸毁了该段的大部分桥梁，并一度攻克邢台车站。在冀南根据地内，对正在修筑的德石铁路和将要修筑的邯济铁路的路基进行了连续大破击。新编第九旅一部在东、西高村战斗中，歼灭日军1个中队，缴获野炮订1门及机枪数挺。在太行区，新编第一旅对安阳、磁县间铁路和长治、壶关、潞城等地公路辗转破击。该旅第二团一部结合游而队袭人长治日军飞机场，焚毁飞机3架，击伤1架，烧毁仓库两座。该旅第一团在安阳同治桥战斗中，歼灭日军一个中队，俘日军10人。太岳军区部队对白晋、同蒲两铁路，进行了反复破击。王新亭率领沁北支队在温家山顽强阻击由沁县出犯的日军500余人，有力地保障了榆社攻坚战的胜利进行。
榆辽战役之后，部队获得了短暂的休息。刘伯承忙着总结作战经验，同时准备反击敌人的报复“扫荡”。
10月4日，他打电话通知第三十二团团长宗书阁、政委李震、副团长周明国到师部去汇报作战情况。宗书阁原是“皇协军”的营长，率部起义加入八路军已有一年，一年来经过实战锻炼在指挥上有了很大进步，可这一次狼牙山阻击战最后关头没有打好，让辽县日军越过狼牙山西援，妨碍了红崖头、关地垴地区围歼战的彻底胜利。因此，他接到电话后，心情十分沉重，心想任务没有完成，怎么向师长交待呢？李震和周明国的心里同样忐忑不安。
次日，他们三人骑马赶到师部。刘伯承热情地招呼他们坐下，宗书阁简要汇报了狼牙山阻击战的经过，表示愿意接受师首长的处分，李震和周明国也争着要求承担责任。
刘伯承笑着说：“我今天找你们来，一不是处分，二不是追究责任，而是跟你们一起总结作战经验。”三个人紧张的心情顿时轻松下来。
“你们仗打得还是不错的，不是抗住了敌人的多次进攻吗？部队打得很顽强。最后没有守住，一是敌人兵力大，二是你们吃了不懂战术的亏。我总是强调我们师的干部战术素养差，跟日本鬼子打了三年，应该说这方面有进步，但离实战要求还差得很远。你们三个人，宗书阁和李震是知识分子，作战经验少，周明国是红军，仗打了不少，可战术上的道道也不多。”①三个人觉得刘伯承的分析完全符合他们的实际。
“打阻击战，我们很多干部只知道死守，不知道它就是运动防御战，目①采访宗书阁谈话记录。
的在于迟滞敌人，限制敌人的行动。因此，应采取节节抗击的办法，尽量拖延敌人的时间，为主力赢得机动的时间。你们在狼牙山正面跟敌人牛抵角，是一种单纯防御，也是消极防御，不是积极防御。”②刘伯承耐心地给三位部属讲解着。
“阻击战一般有两种打法，一种是部队占领阵地，摆开与敌人决战的架势，大量杀伤敌人，迫使他展开主力，与我决战，待敌主力展开后，我则迅速转移阵地，在新阵地上再阻击杀伤敌人。这样反复多次，节节抗击，达到杀伤和迟滞敌人的目的。另一种是一面组织正面防御，大量杀伤敌人；一面派出部队迂回侧击敌人，迫使敌人后退，同我侧击部队作战，使敌人主力无法迅速前进。这两种打法才是积极防御。”③宗书阁等连连点头，他们的心头一下子豁亮了。
中午，刘伯承陪他们三人吃饭，在饭桌上，又嘱咐说：“你们回去把我的话告诉部队，部队打得很好，要多鼓励，不要轻易批评。干部间要讲团结，共同总结经验教训，不要互相埋怨。你们都还年轻，不要因为一仗没打好就背包袱，来日方长，努力学习军事知识，钻研战略战术，这对团以上的指挥员来说尤为重要。”
10月上旬，日军开始进行大规模的报复“扫荡”，百团大战进入第三阶段的反“扫荡”作战。
“扫荡”首先从太行区开始。10月6日，武安日军800余人，进犯武安、阳邑一带，10日，辽县、武乡、潞城、襄垣等地日军3000余人，分多路会犯榆、辽、武之间的浊漳河两岸地区。
刘怕承指挥第三八五、三八六旅、决死第一纵队等部队结合地方武装和自卫队，在内线节节抗击，粉碎了日军企图寻找八路军主力决战的阴谋。新编第十旅一部乘虚在和辽公路上的弓家沟设伏，歼灭了日军一支运输部队，击毁汽车40余辆。迫使日军“扫荡”部队分途撤退。
20日，日伪军出动近万人，“扫荡”清漳河东北地区，重点是北方局、八路军总部机关及第一二九师直属队与边区党政机关所在地麻田、左会之间及涉县、偏城一带。
刘伯承指挥第一二九师部队辗转于峰峦沟谷之间，进行坚决抗击。第三八五旅第十四团在桥上、人家岩阻击辽县进犯麻田的日军，掩护北方局和总部机关安全转移。第三八五、三八六旅分别于辽县、温城以南及武乡东田、韩壁一带阻击由辽县、武乡外出“扫荡”的日军。
26日，日军岗崎大队500余人由黄烟洞西犯左会、刘家咀。总部令第一二九师集中主力歼灭该敌。29日夜，刘伯承指挥第三八五旅、三八六旅、新编第一旅及决死一纵队等部队，将日军包围在关家垴高地。在总攻发起前，被围日军突然以一个中队的兵力攻占了关家垴西南凤垴顶高地。次日晨，总攻开始，激烈的战斗同时在关家垴，凤垴顶展开。在关家垴地区，日军飞机多架轮番轰炸扫射，第一二九师部队进行了异常勇猛的攻击，迅速突破日军的防御阵地，将日军压缩到一个狭小的地区。经多次白刃搏斗，将日军大部歼灭。少数残存的日军逃到一个突出孤立的台地上，据险固守。台地四周平坦开阔，台地边沿峭岩壁立，日军在壁沿挖了不少猫耳洞藏身。第一二九师②采访宗书阁谈话记录。
③采访宗书阁谈话记录。
部队发动多次攻击，未能成功。刘伯承命令部队：把炸弹捆成一团，朝着洞里掷，或用石灰罐柄进去呛，用柴禾烧烟熏，人员冲上去用铡刀进洞去砍，采用一切办法消灭日军。凤垴顶日军组织了猛烈的侧射火力，严重威胁着关家垴的攻击部队。第一二九师被迫增兵攻凤垴顶，一日内连续进行10次猛攻，予日军重大杀伤，扼制了日军的火力，但阵地终未攻克。31日下午4时，日军2000余人从黄烟洞方向赶来增援。第一二九师奉命撤出战斗。关家垴、凤