第三阶段（1940年10月6日至翌年1月24日）进入反“扫荡”作战。日军在遭受沉重打击后，调集重兵对华北各抗日根据地进行疯狂的报复性“扫荡”。八路军迅速转入反“扫荡”作战，与日军展开了艰苦卓绝的周旋。在山西，第一二九师主力在山西新军的配合下，巧妙运用游击战术，一次次击退日军的进攻，粉碎了日军对太行和太岳根据地的“扫荡”。晋察冀军民也凭借着顽强的意志和灵活的战术，先后击退日军对平西和北岳地区的“扫荡”。第一二○师同样成功粉碎日军2万余人对晋西北的“扫荡”。

在这场持续三个半月的战役中，八路军共进行大小战斗1824次，毙伤日军人、伪军5155人，俘日军281人、伪军人，日军投降47人，伪军反正1845人；破坏铁路474公里，公路1500多公里，桥梁、隧洞和火车站260多处，摧毁大量敌堡和据点；缴获各种炮53门，各种枪5900余支和一批军用物资。

百团大战对中国抗日战争乃至世界反法西斯战争都产生了深远影响。在军事上，它给予日军的“囚笼政策”以致命一击，使日军苦心经营的交通线和封锁网陷入瘫痪，打乱了日军的战略部署，有力地支援了正面战场作战。日军在遭受打击后，惊呼“对华北应有再认识”，不得不从华中、华南战场抽调兵力回防华北，延缓了日军南下太平洋的计划。在政治上，百团大战极大地振奋了全国军民的抗战信心，坚定了抗战到底的决心。它用事实证明，中国共产党及其领导的人民军队是抗日的中流砥柱，给国内的投降派以沉重打击，遏制了妥协投降的逆流。在国际上，百团大战也引起了广泛关注。美国记者史沫特莱对战役进行了深入报道，让西方世界开始重新审视中国共产党领导的敌后抗战力量，提高了中国抗战在国际上的地位和影响力。

百团大战是中国抗日战争史上一座不朽的丰碑，它凝聚着八路军将士的英勇无畏、顽强拼搏，彰显了中华民族不屈不挠的精神。这场战役不仅改变了当时的抗战局势，更为中国抗日战争的最终胜利奠定了坚实基础，激励着一代又一代中华儿女为实现中华民族的伟大复兴而不懈奋斗 。