1937年，盧溝橋事變爆發以後，全國進入全民抗日鬥爭，國共合作，同仇敵愾，中國工農紅軍也改編成國民革命軍十八集團軍，因為就是我們後來熟知的八路軍。
紅軍改編成八路軍後原來的兵力劃分為三個師，及115師，120師，129師，其中129師被稱之為當時三個師中戰力最強的一個師，他是有紅軍時期第四方面軍第四軍、第三十一軍和第二十九、第三十軍等部編成，其中由劉伯承元帥擔任師長，張浩、鄧小平先後任政治委員。下轄385旅，386旅，共計1.3萬人。
1937年9月，劉伯承元帥在在陝西省三原縣石橋鎮冒雨召開了全師指戰員出師抗日誓師大會，之後便展開了與日軍之間的博弈，逐步開展了多個根據地，在當時抗日前線戰場上打的日偽軍聞風喪膽，尤其是129師下的386旅，在陳賡將軍的率領下，成了日軍眼中的噩夢，甚至還貼出了“專打129師386旅”的標語。
1938年，在正太鐵路和邯（鄲）長（治）公路沿線展開交通破襲戰和伏擊戰，先後取得了神頭嶺、響堂鋪等戰鬥勝利，共殲日軍2000餘人。
1939年129師進行了整軍，對日軍控制的多條鐵路和公路發起破擊戰，摧毀了日軍所謂的“囚籠政策”，於此同時在上級領導的統一指揮下參加了百團大戰，對正太路西段展開大規模破襲戰，並在反擊日軍報復“掃蕩”中，給日偽軍以沉重打擊。
1941年華北敵後抗戰進入極端困難階段。為了適應鬥爭的需要，第129師實行主力軍地方化,分期分批將一部分主力旅與軍分區合併，加強地方武裝力量。針對日軍實行的所謂軍事、政治、經濟、文化的“總力戰”，第 129師採取以武裝鬥爭為核心的全面對敵鬥爭方針，挫敗了日偽軍對抗日根據地和邊緣區的“蠶食”、“掃蕩”和“治安強化運動”，開闢了太嶽以南新區。
1943年華北各抗日根據地進入恢復和再發展的新時期。第 129師組織了近千支武裝工作隊和小部隊深入淪陷區打擊日偽軍。在衞南、林南戰役，殲滅日偽軍1.2萬餘人,恢復與擴大了抗日根據地，在豫北和衞河以南開闢了新區。
1945年第129師所屬各部為“擴大解放區，縮小淪陷區”,開展大規模攻勢作戰,連續進行了東平、安陽、陽穀等戰役，收復縣城28座，將日偽軍壓縮到大、中城市及主要交通線上，為舉行大反攻創造了條件。
1945年8月15日，日軍宣佈無條件投降，從9.18事變以來14年的抗戰終於在全國人民的努力下取得了輝煌的勝利，而129師從1937年到1945年這8年間第129師殲滅日偽軍達42萬餘人,解放縣城109座。在第115師一部配合下，創建了東起津浦鐵路，西抵同蒲鐵路，南跨隴海鐵路，北至德石、正太鐵路的晉冀魯豫解放區，面積達18萬平方公里，人口達2400餘萬，為抗日戰爭的勝利作出了重大貢獻。部隊也由出師抗戰時的9100人發展到近30萬人。