根据敌情变化,八路军总部于9月2日下令自次日起全线转移,各种战斗于9月10日全部结束。
其二,为了进一步扩大战果,发动了第二阶段的战斗。
百团大战前期的胜利,使彭德怀产生了开展第二阶段战斗的想法。他于8月31日向贺龙、关向应、聂荣臻、刘伯承、邓小平征求意见,并报毛泽东、朱德、王稼祥。询问是否可以彻底摧毁正太路和同蒲路部分路段,使晋西北、晋察冀、太行山三大根据地联成一片。
这一估计过于乐观,但扩大战果是完全可能的。1940年9月16日,朱、彭、左联名下达了百团大战第二阶段的作战命令。这一命令要求:一、继续破坏敌寇交通;二、克复深入我基本根据地内之某些据点。
9月20日夜,百团大战第二阶段的战斗打响。
其三,反“扫荡”和扩大政治影响使百团大战延长至1941年1月下旬才最后结束。
为了对百团大战实施报复,日军于1940年9月底部署了一场“毁灭战”。编入战斗序列的部队多达5个师团、10个独立混成旅团和1个骑兵旅团,实际出动兵力约15万。
在这种背景下,百团大战转入反“扫荡”阶段。
10月28日,日第三十六师团冈崎大队在一度窜入关家垴,这个地方距八路军总部所在地武乡砖壁村仅十多里山路。此时,陈赓所率的七十二、一十六、三十八、二十五共4个团正在八路军总部附近地区休整。冈崎大队一到关家垴,便被八路军包围起来了。
关家垴战斗于10月30日凌晨4时打响,时在前线的三八六旅参谋长周希汉说:“经两昼夜的激战,发动了十七八次猛烈攻击,多次进行白刃格斗,终于将敌占山头周围有工事的高地完全占领。冈崎大队六百余人几乎全部被歼灭,仅在关家垴的山上,敌人留下的尸体就有二百八十余具,还有尸灰三大堆。可见敌人败得多么惨重。”
八路军的伤亡情况也很严重,连同阻击部队在内,共伤亡六百余人,关家垴战斗因此而成为百团大战受到批评最多的一次战斗。
不容忽视的是,日军更加承受不了一次战斗死亡数百人的损失,关家垴战斗结束后的第二天,也就是11月2日,华北方面军匆匆宣布结束全面“扫荡”,关家垴战斗因此而成为百团大战主要战斗结束的标志。12月10日,八路军总部野战政治部发布了《百团大战总结战绩》,事实上宣告了百团大战的结束。由于战绩统计截止日期为12月5日,因此,史学界不少人以12月5日为百团大战结束的标志。
此后,一方面,各根据地的反“扫荡”战斗仍