时间很快到了1939年的春天，这时候的抗日形势是：120师从晋西北出发，兵分三路展开了东进北上的大进军，将晋西北和晋察冀根据地巩固扩大为晋绥根据地和晋察冀边区；129师由晋东南分兵下太行，向冀南和冀鲁豫平原大进军，将晋冀豫山区根据地和晋冀豫平原连成一体，为发展晋冀鲁豫根据地打下了基础；115师从晋西南向冀鲁豫和山东地区大进军，进一步开创了冀鲁豫和山东根据地，并使之成为巩固华北、发展华中的战略枢纽。然而，侵略者并不甘心于他们的失败，尤其对太行山上的八路军和八路军总部更是贼心不死，随时准备向我晋东南抗日根据地发起进攻。作为八路军的最高指挥机关，作为八路军的总司令，朱德的心情并不平静，他站在太行山上，站在这块“从来燕赵多豪杰”的雄山之巅，挥笔写下了气势恢宏的《太行春感》：
远望春光镇日阴，太行高耸气森森。
忠肝不洒中原泪，壮志坚持北伐心。
百战新师惊贼胆，三年苦斗献吾身。
从来燕赵多豪杰，驱逐倭儿共一樽。
随着八路军在华北敌后的游击战争的猛烈开展和抗日根据地的迅速发展壮大，日寇侵华总兵力的三分之一约19个师团被牵制在华北，华北敌后战场日渐成为中国抗战中的主要战场，八路军总部所在的晋东南也成为了阻碍日军侵略中国的心腹之患。从1939年7月5日开始至8月下旬，日军调集14万兵力，南北分进，对晋东南发动了第二次“九路围攻”，企图打通祁县到晋城（白晋线）、邯郸到长治（邯长线）的二条通道，将晋东南抗日根据地分割成数块，从而达到消灭八路军总部和129师主力部队的罪恶目的。
在北村这一段幽美平静的生活仅持续了半年多一点的时间，1939年7月7日，在侵略者大举进攻晋东南的轰轰炮声之中，八路军总部开始向太行山的纵深转移，途经襄垣县的普头、黎城县的河南和霞庄，于7月15日二次返回武乡县境。著名作家刘白羽参加了这次转移：
夏天，日本侵略军向晋东南发动了一次大扫荡，我随着八路军总司令部，向峻峭的高峰和茂密的森林辗转行军。开始风和日丽，忽然大雨滂沱，大行山山山岭岭都遮蔽在黑蒙蒙的浓云密雾之中，漳河水暴涨，势如万马奔腾，墨黑的河流滚卷进着万千漩涡，汹涌澎湃，一泻万里……总司令部下来一道命令：强涉渡河。从早到晚，一批一批人在滔天巨浪中展开搏斗凫水过河……漳河的障碍被突破了，敌人合击扑了空。……我们经过艰苦跋涉到了太行山顶峰，在山上的两个村庄住了下来。
八路军总部驻扎的这个村子叫做砖壁，西距武乡县城50公里，处于太行山的崇山峻岭之中，三面临崖，一面靠山，一座座山峰像刀削斧劈一般，地势十分险要，易守难攻。总部在这里直接指挥八路军与日寇进行反围攻战，在一个多月的时间里，八路军与日军进了大、小战斗70余次，歼敌万余人，使侵略者消灭八路军和八路军总部的企图再次化为泡影。
1939年11月11日，八路军总部由砖壁移至西南不远处的王家峪村，1940年6月5日又由王家峪移回砖壁。
八路军总部在武乡驻扎期间，正是国民党顽固派由片面抗战转到上山观战，由联共抗日转为限共妥协，由政治上的一般“摩擦”转到向八路军进行直接进攻的时期。1939年12月，阎锡山在山西制造了“十二月事变”，派孙楚的27军向长治和沁县的两个专区进剿，强令八路军退出太岳、太南地区，朱德总司令、彭德怀副总司令速派386旅和总部特务团予以反击，取得了山西反顽战役的胜利。但紧接着蒋介石又命令“摩擦专家”朱怀冰从磁县、武安、涉县、林县向太南进攻，总部命令129师发起反顽战役，歼灭其部万余人，粉碎了国民党顽固派第一次的反共高潮。3月15日，朱德总司令与第一战区长官卫立煌订立了以临（汾）屯（留）、长（治）高（平）公路至陵川、西平罗、临淇一线为国共两军南北分区抗战线的和平协议；4月4日，王若飞、肖劲光与第二战区长官阎锡山订立了以汾（阳）军（渡）公路为阎共两军南北分区抗战线的和平协议，稳定了华北国共两党合作抗战的阵线。
反顽战役胜利后，朱德总司令于5月下旬离开王家峪八路军总部回到延安，协助毛泽东指挥全国抗战。临行之时，朱总司令眼望千山逶迤，万仞壁立的太行山，抑止不住近三年来蕴积的炽情，写下了脍炙人口的千古绝句《出太行》：
群峰壁立太行头，天险黄河一望收。
两岸烽烟红似火，此行当可慰同仇。
朱德总司令回延安后，八路军总部的重担落在了彭德怀副总司令和左权副参谋长的肩上。为了打破日军的“囚笼政策”，进一步提高全国人民的抗战信心，从1940年8月中旬到年底，彭德怀副总司令在砖壁指挥了举世闻名的“百团大战”。八路军100多个团，在长达2000余公里的战线上，对日军发动了猛烈的战役攻势，与日军进行了大、小战斗1842次，共毙伤俘和接受投诚日、伪军4.64万人，攻克日伪据点2993个，破坏敌军铁路470余公里、公路1500余公里，使华北日伪遭到极其沉重的打击。
在百团大战的第三阶段，彭德怀副总司令在武乡亲自部署并指挥了著名的“关家垴”之战，八路军虽用简陋的武器，但凭借高昂的士气，把号称日军精锐的冈崎大队基本歼灭。
关家垴歼灭战的硝烟还没有散尽，在太行山上往返窜扰的日军像一群无头苍蝇，竟然窜到了八路军总部的驻地砖壁附近，在总部特务团和129师386旅、385旅的合击下，怆惶逃窜。但八路军总部的驻地已经暴露，11月5日，总部安然撤离，转至辽县的麻田和武军寺一带。
1943年9月，彭德怀返回延安，10月，根据中共中央“精兵简政”的指示，129师师部与总部合并，由刘伯承、邓小平负责。
