במהלך שנת 1943 משהפך הפלמ"ח לכוח מגויס של ממש שהתבסס על צווי גיוס מטעם המוסדות הלאומיים הנבחרים, יכלו מפקד הפלמ"ח ומטהו לקבוע את פרקי הזמן המינימליים הנדרשים כדי לאמן ולהכשיר את הלוחמים בתנאי העבודה והאימונים, בהתאם למקצועותיהם הצבאיים ותפקידיהם.
תקופת השירות של לוחם רגלי נקבעה לשנתיים: בשנה הראשונה הוא אמור היה לעבור אימון בסיסי, ואילו השנה השנייה הוקדשה לאימון מתקדם במקצוע הלחימה הייחודי אליו שובץ. כתוצאה מכך שחרר הפלמ"ח מהשרות הסדיר החל מסוף שנת 1944 מאות לוחמים מאומנים. שחרור זה אחרי שנתיים של שירות העמיד דילמה חדשה: מה לעשות במשתחררים? האם לשבצם במסגרת כלשהי של ה"הגנה" (חיל שדה, חיל משמר, גדנ"ע, שירות רפואי, שירות קשר וכדומה), או להקים חיל מילואים מיוחד של הפלמ"ח?
התשובה לכך ניתנה ב-1944 כאשר מטכ"ל ההגנה אישר את הקמת חיל המילואים של הפלמ"ח - "הרזרבה".
רוב משוחררי הפלמ"ח שובצו אל הרזרבה ומיעוטם ליחידות ההגנה האחרות.
ה"ריזרביסטים" נקראו מדי פעם לאימונים לפי יוזמת קצין הרזרבה במטה הפלמ"ח, אולם לא נקבע שיעור חודשי או שנתי קבוע של אימונים אלה.
במהלך השנים הבאות שותפו לוחמי הרזרבה גם במבצעים.
"הסזון".
לפלמ"ח היה תפקיד מכריע במסגרת הסזון. "הסזון" הוא המאבק שניהל ארגון ההגנה נגד ארגוני הסירוב בשנים 1944–1945 על פי הנחיות המוסדות הנבחרים של היישוב, ואשר כלל גם הסגרת אנשי אצ"ל לידי הבריטים, משאלה סירבו להכיר בלגיטימיות של הנהגת היישוב הנבחרת, ובהנחיותיהם לאופן שבו נכון לנהל את המאבק בבריטים.
הסזון בא על רקע ה"מרד" שהכריז מנחם בגין כנגד שלטונות המנדט במהלך מלחמת העולם השנייה. מאבקם של אנשי האצ"ל והלח"י כנגד הבריטים נתפס על ידי הסוכנות היהודית, על ידי המוסדות הנבחרים של היישוב היהודי, ועל ידי ההגנה (שסרה למרותם), בבחינת פעולה בלתי מוסמכת של ארגוני פורשים. פעולה, העלולה לפגוע במאמצי היישוב להקמת מדינה יהודית ובמלחמה בנאצים.
על הפלמ"ח, כזרוע מבצעת של ההגנה, ועל אנשי הש"י, הוא שירות הידיעות של ההגנה, הוטלה המשימה. במהלך הסזון, בין נובמבר 1944 למרץ 1945, נחטפו מספר אנשי אצ"ל למקומות מסתור שם כלאו אותם וניסו להוציא מהם מידע, לפעמים תוך שימוש בכוח פיזי. במספר מקרים נמסרו אנשי האצ"ל לידי הכוחות הבריטיים.
הפקודה לאנשי הפלמ"ח ליטול חלק בפעילות זו עוררה מצידם מחאה. יגאל אלון מתאר בספרו "מערכות פלמ"ח" את הוויכוח שהיה להנהגת הפלמ"ח עם הלוחמים. כמו כן, טוען אלון בספרו כי ההנהגה הצבאית המזוהה עם הפלמ"ח (אלון, ישראל גלילי, יצחק שדה) תמכה אך ורק במעצרם של "הפורשים," אך מחתה מול עמדתו של בן-גוריון והוראתו לש"י להסגיר מהם לידי הבריטים.
לאחר ארבעה חודשים החליטה הנהגת הסוכנות על הפסקת הסזון. כחצי שנה לאחר מכן, בחודש אוקטובר 1945 שיתפו הרודפים והנרדפים, אנשי הפלמ"ח והאצ"ל, פעולה, במסגרת תנועת המרי העברי.
ההעפלה והמאבק נגד הבריטים.
לאחר תום מלחמת העולם השנייה החל היישוב היהודי בארץ ישראל במאבק פעיל כנגד הבריטים. אנשים כמשה סנה ראו בהמשך השלטון הבריטי המונע את העלייה החופשית כמכשול העיקרי להגשמת השאיפות הלאומיות של העם היהודי, בתקופה שלאחר השואה. בספטמבר 1945 הוחלט לארגן את המאבק בבריטים בתנועה מאוחדת של כל הגורמים הציוניים, שתיקרא תנועת המרי העברי. בהוראות ששלח דוד בן-גוריון לסנה, באוקטובר 1945 נאמר: "מן ההכרח לנקוט בחבלות ובתגמול, לא טרור אישי, אבל גמול על כל נרצח על ידי שלטונות 'הספר הלבן'. כל פעולת חבלה צריכה להיות רבת משקל ורושם, ויש להיזהר ככל האפשר מקורבנות אנושיים". הגוף האידיאלי לתכלית זו היה הפלמ"ח. בשלב זה הוחלף יצחק שדה ביגאל אלון כמפקד הפלמ"ח. לסגנו של אלון מונה אורי ברנר.
משימה לאומית נוספת הייתה קליטת שארית הפליטה של יהודי אירופה, אשר הגיעו אל חופי הארץ באוניות מעפילים, עליהן נערך מצוד על ידי השלטונות הבריטיים. היה זה תפקידו של הפלמ"ח לקלוט את העולים על החופים, ולהעבירם לקיבוצים שם נקלטו.
פעולותיו הצבאיות הבולטות של הפלמ"ח בתקופה זו היו:
לאחר "השבת השחורה" ב-29 ביוני 1946, שבה נעצרו חברי פלמ"ח והגנה רבים, חדל הפלמ"ח במאבק המזוין בבריטים, ומאבקו לעצמאות ולעלייה חופשית קיבל צורה אחרת, והתרכז בהתיישבות ובהעפלה. במאבק המזוין בבריטים המשיכו האצ"ל והלח"י עד לעזיבתם את הארץ במאי 1948.
מלחמת העצמאות.
עם החלטת האו"ם על תוכנית החלוקה מנה הפלמ"ח 4 גדודים ובהם 12 פלוגות. כ-2,100 איש בשירות סדיר, וכ-1,000 אנשי מילואים. ב-1 באוקטובר 1947 הוטלה על הפלמ"ח האחריות לביטחונו של כל מרחב הנגב. פעולותיו של הפלמ"ח בתקופה זו היו:
הצרכים הכתיבו שינוי ארגוני מהיר תוך הגדלת המסגרות. כך הורכבו תוך זמן קצר על בסיס הפלוגות הוותיקות שלוש חטיבות:
לאחר החלטת האו"ם בכ"ט בנובמבר ופרוץ מלחמת העצמאות, הוטלה על הפלמ"ח האחריות על חזית הדרך לירושלים. הפיקוד על חזית זאת הוטלה על קצין המבצעים של הפלמ"ח יצחק רבין. לצורך זה הקים הפלמ"ח שני גדודים חדשים: הגדוד החמישי בפיקודו של שאול יפה, והגדוד השישי בפיקודו של צבי זמיר. מדיניות ליווי השיירות תוך השארת הרכסים השולטים בידי האויב נכשלה. כישלון זה לא רק שגרם למצור חלקי על ירושלים אלא גם לנסיגתה של ארצות הברית מתמיכתה בהקמתה של מדינת ישראל ב-19 במרץ 1948. בסוף מרץ הודח יצחק רבין מתפקידו ובמקומו מונה פקודו שאול יפה. אך יפה נפצע אחרי ימים אחדים בקרב שיירת חולדה. לבסוף החליט בן-גוריון לשנות מדיניות, לעבור ממדיניות הגנתית למדיניות של התקפה ויוזמה, ולהשתלט על הרכסים השולטים על הדרך לירושלים. כדי לבצע משימה זו הוא הטיל ב-1 באפריל על מטכ"ל ההגנה להשתלט על הדרך במבצע "נחשון".
פעולותיו של הפלמ"ח בפרוץ מלחמת העצמאות נתנו שהות לארגן את כוח המגן בארץ, לאמנו ולחמשו, לקראת המלחמה, בעוד הפלמ"ח כחלק הסדיר והמגויס של הגנת הארץ נושא בעול המאבק, ומפקדיו משמשים כגרעין הפיקודי ממנו יוצאים מפקדי צה"ל אף בחטיבות אחרות, כגון חטיבת גבעתי, וחטיבה 8 - חטיבת המשוריינים של יצחק שדה. בשלב זה לחם הפלמ"ח בגליל המערבי ובעמק יזרעאל, בנגב, ובגליל המזרחי.
חודשיים לאחר פרוץ הלחימה הכפיל הפלמ"ח את מספר אנשיו, ומנה שישה גדודים ובהם כששת אלפים לוחמים. בשלב זה החל הפלמ"ח להתלכד בחטיבות. הראשונה הייתה חטיבת הנגב אשר נוצרה מכוח האחריות שקיבל הפלמ"ח על הגנתו של הנגב. בגליל הוקמה חטיבת יפתח במהלך מבצע יפתח שבו שוחרר הגליל המזרחי. במרכז הוקמה חטיבת הראל אשר נשאה בתפקיד ההגנה על ירושלים. הפיקוד על החטיבות נלקח ממטה הפלמ"ח והוא עסק עתה בקליטת כוח אדם ובהדרכה. בהמשך ישמש מטה הפלמ"ח כמטה לניהול מבצעים כגון מבצע יורם לכיבוש לטרון, ומבצע דני.
ב-7 במאי 1948, שבוע לפני הקמת המדינה, חגג הפלמ"ח שבע שנים לקיומו בעצרת המונים, שנערכה בתל אביב, בעוד אנשיו פזורים ולוחמים בגליל ובנגב, ובפרוזדור ירושלים.
במהלך הלחימה במלחמת העצמאות השתתפו חטיבות הפלמ"ח במבצעי "נחשון", "יבוסי", "יפתח", "מכבי", "יורם", מבצע ההר, "דני", "מבצע יואב" ועוד רבים אחרים. עיקר לחימת הפלמ"ח הייתה בצפון, בנגב ובפריצת הדרך לירושלים. מחיר הדמים ששילם הפלמ"ח במלחמה היה כבד. כאלף לוחמים נפלו במהלך המלחמה, כעשרים אחוזים מן הכוח.
פירוק הפלמ"ח.
אחת ההחלטות של דוד בן-גוריון הייתה ההחלטה על פירוק המטה הנפרד של הפלמ"ח (שנודע בשם "פירוק הפלמ"ח") והטמעת יחידותיו בתוך צה"ל, כחלק בלתי נפרד ממנו. החלטה זו עוררה התנגדות רבה, ובמשך שנים רבות הדהדה בארץ השאלה "למה פירקו את הפלמ"ח?". החלטה זו הייתה חלק ממדיניותו של בן-גוריון ליצור צבא אחד ויחיד למדינה הצעירה. (מושא נוסף של מדיניות זו, שעורר לא פחות פולמוס, הייתה ספינת הנשק של האצ"ל, "אלטלנה"). ב-7 בנובמבר 1948 הורה בן-גוריון על הפסקת פעולתו של מטה הפלמ"ח. יש שראו בפעולה זו משום פעולה צרת עין שנבעה ממניעים פוליטיים - חיסול כוחה העצמאי כביכול של מפ"ם והשומר הצעיר, לקראת הקמת הקואליציה עם תנועות המרכז והדתיים לאחר הבחירות לכנסת הראשונה. כתב איש מפ"ם יהודה בן חורין:
לאחר פירוק הפלמ"ח ערכו יוצאי הפלמ"ח מספר כנסים, הראשון שבהם היה באוקטובר 1949, בסיום מלחמת העצמאות.
בכנס של יוצאי הפלמ"ח ב-1953 אמר יגאל אלון שהפלמ"ח היה חיל ככל החילות בצה"ל, מפקדיו מונו על ידי הפיקוד העליון ולא היה זרוע פוליטית של מפלגה כלשהי. ולכן לא הייתה סיבה לפרקו.
גישה זו מתעלמת ממחויבותו הגמורה של בן-גוריון לרעיון "הממלכתיות" העומד במרכז הגותו הפוליטית. בפירוק הפלמ"ח ראה בן-גוריון צעד חשוב וחיוני במעבר מארגון מחתרת סדיר למחצה, בעל סממנים עצמאיים, לצבא מודרני, בעל היררכיה ומשמעת. רוחו של הפלמ"ח לא עמדה בקנה אחד עם רוח צה"ל כפי שראה אותה בן-גוריון. זו הייתה קרובה לאידיאל של הצבא הבריטי, מאשר לדמות הלוחם הרוסי והפרטיזני, איש פאנפילוב, שעמד במרכז המיתוס הפלמ"חי.
ב-1970 אמר מאיר יערי: "לי אין כיום ספק, כי לא צדקה אז מפ"ם כשתבעה, כי הפלמ"ח יקיים זיקה מיוחדת להנהגת ההסתדרות".
יחידות הפלמ"ח.
הפלמ"ח החל את דרכו כשהוא פועל במחלקות, לאחר מכן בגדודים, ובמהלך מלחמת העצמאות התגבשו גדודי הפלמ"ח לכלל שלוש חטיבות -
כמו כן מנה הפלמ"ח יחידות נוספות, ייעודיות:
הערכת פועלו של הפלמ"ח.