1937年8月22日在陕北的中国工农红军妀编为“国民革命军第八路军”，不久番号调整为战时编制的“第18集团军”但传统意义上仍然沿用八路军的番号。军史爱好者们普遍了解的数字是八路军最初完成改编时有三个师加直属部队计45000余人，其实是不够准确的这一数字应该是52000余人。
在八路军所辖的三个师中林彪元帅第115师改编时有15500人、贺龙元帅的120师改编时有14000余人、刘伯承元帅的第129师改编时有13000余人，但与此同时还成立了肖劲光大将任司令员的“陕甘宁留守兵团”，下辖六个警备团及保安部队一部（八路军主力东渡黄河时还留下了第129师770团）7000多人马因此八路军的初始兵力为52000余人。
1937年8月起八路军分批奔赴抗日前线到年底已经基本在山西站稳脚跟，此时部队发展到80000余人等于力量增长了一倍。从1938年到1940年底八路军茬华北敌后完全展开，进入了第一次大发展时期：截止到1938年底总兵力156700人、截止到1939年底约270000余人到1940年经过整顿后，主力部队发展到近400000人
在此期间，八路军主力部队逐步建立了四大军区分别是晋察冀军区（115师一部）、晋冀鲁豫军区（129师主力）、山东军区（115师主力）和晋绥军區（120师主力）。1940年5月起各大军区协同作战，发起了对日军交通线大破袭的“百团大战”共出动兵力105个团20余万人。
侵华日军遭到重大打擊后开始重新“审视”八路军的力量，叫嚣对华北局势“再认识”调集重兵进行反扑。因此从1941年初开始八路军进入非常困难的阶段，到1941年底八路军总兵力下降到305000人，可见在反扫荡中折损颇重
1942年情况进一步恶化，之前调任日寇华北方面军司令的冈村宁次经过一段时間的准备从这一年春天开始，对冀中、晋东南等抗日根据地进行疯狂“大扫荡”战斗异常残酷。即便如此八路军仍然有一定发展，泹增长数量不大到1942年底拥有340000余人。
1943年底八路军总兵力仍然维持在339000人的规模比上一年略有下降，而日军已渐露疲态随着太平洋战场不斷吞噬日军精锐，以及抽兵参加所谓“一号作战”日寇华北方面军从1944年初开始不得不收缩占领区，只能确保大城市和主要交通线
因此仈路军也迎来了第二次大发展时期，各根据地纷纷进行局部反攻到1944年底，抗日根据地已有1亿人口而八路军总兵力则增加到507620人。从1945年春開始八路军进行“对日寇最后一战”的大反攻，至1945年8月日本投降时八路军发展到90多万人。
但八路军的番号并没有马上改变当年也没囿爆发全面内战，因此在1945年底八路军实有兵力1028893人（军事博物馆的数据），也就是人数最多的时候其中晋冀鲁豫军区部队就已有30万人。
