在关家垴歼灭日军一个大队中的400余人。而整个百团大战共毙伤日军4.4万人。1941年6月，刘伯承与邓小平指示太岳军区派部队进入中条山开辟新的根据地。8月，指挥部队进行邢沙永战役。1942年，刘伯承指挥部队粉碎了日军的多次扫荡。1943年8月，指挥林南战役。9月，刘伯承奉命返回延安，参加中共七大和整风。1945年，刘伯承出席中共七大，当选中共第七届中央委员。8月10日，与邓小平、滕代远电令晋冀鲁豫各军区迅速夺取日占城市，破坏交通线，准备打击北上抢占华北的国军部队。
第二次国共内战