8月20日22时，八路军在以正太路为中心的广大地区同时发起攻击，战区内日军一片混乱，很多日军长期高枕无忧的目标成为八路军的攻击对象。
号称"天下第九关"的三晋门户娘子关，战略地位极其重要，曾经为日军师团司令部驻地。由于长期未受攻击，1940年，这里只驻有一个中队级的守备队。在百团大战中，娘子关成为八路军首轮攻击的主要目标。8月21日中午，八路军将士骄傲地把中国国旗插到了娘子关上。这一图片与消息在各报刊出，全国军民大受鼓舞。
正太路日军指挥中心阳泉也受到干扰性的袭击，八路军袭击部队占据距日军旅团司令部仅300米远的庙高地，而且据守达四日之久。遗憾的是，装备太差的八路军只能用步枪向阳泉城射击，对城内日军形不成真正的威胁。
在正太路外围，由于平汉路、同蒲路及铁路沿线主要公路也同时受到攻击，在8月28日前，日军一直没能派出部队前来增援正太路。
在这种背景下，战区内那些小据点、铁路、公路、桥梁、电线杆，绝大多数成为八路军、游击队和群众进行破袭的对象，参战部队因此也就越来越多。
