10月25日，毛泽东再次致电周恩来并发彭德怀、刘少奇、项英说：

“国民党现在发动的反苏反共新高潮，一方面是放弃独立战争参加英美同盟的准备步骤，……一方面也有向日本示意的作用。国民党愿意替日本担负镇压中国民族革命的责任以求交换日本对国民党的让步；同时又将加入英美同盟恐吓日本，以求日本的让步；故何应钦等反共活动特别起劲，日本也正在拉蒋、何。”

10月28日，项英致电中央说：

“一、北渡因只能去工作人员少数与少数部队易于转移，而且要相当时间。因沿江敌人握有较密之封锁据点，易于暴露而遭敌、友打击。

二、仅少数或一部部队留皖南，依敌、友情况与地形条件，很难坚持游击战，必然限于靠近狭小地区，除非好转，相安无事，否则易遭消灭，或突破后方能生存，这又在政治上不便。

三、少数或一部部队留皖南，即或一时相安，但地方工作、广大群众组织均无法完全保持，绝大部分必遭打击和摧残。

四、要坚持皖南阵地，必须有相当强的兵力才能保证，因此原有的力量不能减弱北移。

五、坚持目前情形，当以加强江北为主要，以求控制华中一带，要坚持皖南，确难二者兼得。为了便于将来我更大发展，坚持皖南阵地有极大作用。如现放弃，将来不易取得这一个强固的支点。

六、目前总的方针，应有明确的政策，以便于各方之准备。如必要坚保皖南阵地，兵力不能减弱，而领导人要留一强者来统一指挥；如决定放弃皖南，则各方应积极准备，而不能形成顾此失彼等。应如何？请速示。”

10月29日，毛泽东收到周恩来的电报，电文中说：“国民党目前是从局部讨伐入手，一月满期后，国民党拟宣布取消新四军番号及八路军、新四军在各地的办事处，然后实行局部讨伐，亦即东讨北锁的高压政策。”

他立即将这一电报转发给彭德怀、刘少奇、项英、陈毅。

10月29日下午，彭德怀从黎城指挥部火速赶到武乡县蟠龙镇石门村，亲临前线督战，决心消灭在蟠龙关家垴驻扎的日军冈崎大队。

敌36师团冈崎大队指挥官为冈崎谦受步兵中佐，该大队此前接受的命令是奔袭八路军总部，即开展所谓的斩首行动。他们共有560人，其中军官16名，士兵544名；配备武器除步枪手枪外，还有两挺92重机枪，18挺轻机枪和18具掷弹筒。日军这区区500多人沿桐裕河谷进入了黄崖洞，顺利地破坏了八路军的兵工厂，从容撤退。彭德怀闻讯大怒，命令将守卫兵工厂的连长就地枪毙。此时冈崎大队已经连续奔袭16天，既找不到八路军总部，又严重缺粮，没办法继续下去了，便撤退到关家垴，准备取道武乡县再回沁县。

是日晚，彭德怀召集正在蟠龙镇附近休整的129师师、旅干部开会，正式下达总部的作战命令：由刘伯承、邓小平指挥129师386旅、新编第10旅各一部；陈赓指挥385旅一部和决死第1纵队25、38团各一部；彭德怀亲自指挥总部炮兵团的山炮连和迫击炮营，共计2万人，除一部分担任外围防御阻击任务外，其余兵力于10月30日凌晨4时对冈崎大队发起攻击。

关家垴是群岭环抱中的一个高高的山岗，山顶是一块方圆几百平方米的平地，其北面是断崖陡壁，东西两侧坡度较陡，仅有南坡较平缓，方便出入。南坡上住着50余户关姓人家，沿山壁修建了一孔连一孔的窑洞。南坡的对面是一个比关家垴更高的山岗，叫柳树垴，与关家垴互为掎角，从柳树垴上可以利用火力控制关家垴的通路。冈崎大队在关家垴构筑了简易工事，另派出一个中队占领柳树垴，在关家垴和柳树垴部署了一个防御阵地。

10月30日凌晨4时，八路军总攻开始后，山炮营的5门山炮前后发射几十发炮弹，居然极少击中目标，当即被撤下去，换上了迫击炮营，但迫击炮只能杀伤日军有生力量，却无法攻坚，不能起到决定性作用。决死第1纵队38团经过2小时苦战，一举占领日军兵力空虚的柳树垴。这是一支新部队，战场经验不足，就在老部队撤走，新部队刚刚进入阵地的时候，遭到日军中队的突然反击，一个团几百名战士一下子就被区区几十名日军击溃，柳树垴阵地又被日军夺走。利用地形侧面包抄关家垴的385旅769团，被日军机枪火力压制得无法抬头，担任正面主攻任务的386旅772团，被日军交叉火力扫射，伤亡极大。战至中午，772团1营1连只剩下3人；3连只剩下指导员和2名伤员；14时，当1营被兄弟部队换下来时，只剩下了6个人。陈赓认为照这样打下去，损失会更大，便打电话给彭德怀，请示说：

“此处的地形对我十分不利，是否可以把冈崎大队放下山来，另选有利地形打他的伏击？”

彭德怀说：

“我的老兄，一旦放走日军，就很难再打着他了，必须在此将其消灭！”

陈赓说：

“这样打下去，代价太大了！要拼光了。”

彭德怀坚决地：

“就是拼光了，也要拿下关家垴！”

陈赓说：

“现在拼光了，将来怎么办？”

彭德怀说：

“拼光了自然以后给你补充！不能打硬仗的部队，留着也没用！”

陈赓有些急了，说：

“这样打法，我不赞成！”

彭德怀说：

“有意见可以保留，但命令必须执行！”

说完啪地一声挂断了电话！129师又打了几个小时，伤亡更大。刘伯承也急了，打电话要求撤退。彭德怀说：

“冈崎大队所剩人已不多了，我们不能给敌人喘息的机会，应该一鼓作气坚决消灭他！”

刘伯承说：

“我的彭老总啊，这样打我们赔不起呀！”

彭德怀耐着性子说：

“我的老兄，敌人援兵正在逼近，一旦放虎下山，他立刻就会得到援兵的接应。”

刘伯承说：

“那就以后再收拾他！关家垴的地形对我不利，我军伤亡太大了！”

彭德怀仍坚持打下去，刘伯承也有些生气，两人大吵起来。刘伯承说：

“你这是赌气，蛮干！这一仗，我不同意再打！”

彭德怀说：

“拿不下关家垴，我就撤销129师的番号，杀头不论大小！”

刘伯承无奈，只得一面强攻，一面开始挖地道。16时，第二次攻击开始，八路军集中重兵，以769团作为先锋，通过地道掩护，经过10次强攻，终于攻上关家垴山顶，和日军进行白刃战。日军毕竟人少，不敌，败退到山腰的一排窑洞里死守。

这第一天的激战，八路军经过18次强攻才勉强占领了日军第一道防线。日军仍然控制着关家垴和柳树垴核心阵地。

10月31日，八路军又强攻一天，毫无进展，伤亡却很大。16团参加进攻的一个营仅存18人，16团团长谢家庆也牺牲了。新10旅也遭受很大损失，旅长范子侠负伤。

1940年11月1日，日军增援部队赶到，八路军只好撤退，冈崎大队得以成功突围。日军在当地报复性屠杀了6000多名中国平民。

11月2日，日本华北方面军宣布全面结束“扫荡”。因此，关家垴战斗成为百团大战主要战斗结束的标志。八路军苦战两天，毙伤日军200多人，以迫击炮弹炸死了冈崎谦受；自身也伤亡了2000多人，是日军伤亡人数的10多倍。

欲知八路军后来战绩如何，请诸君慢慢往下看。

东方翁曰：关家垴战斗是八路军在百团大战第3阶段中进行的一次最典型的、最大规模的正面进攻，彭德怀以2万余人的重兵，围攻日军一个500余人的大队。此战非但没有取得胜利，反而在付出重大伤亡代价（死伤2000余人，毙伤日军200多人）之后，眼睁睁地看着日军脱围而出。这一仗打得实在是糟糕极了。对于彭德怀的蛮干、瞎指挥，其他当事人提出了诸多批评。彭德怀在回忆录中也说关家垴战斗是他一生中4次大败仗的第2次（其他3次是红军时期的赣州战役，解放时期的西府陇东战役和朝鲜战争中的第5次战役）。可是这一类攻坚战的重大失误，却一直被淹没在百团大战的欢呼声中，而极少为人知之。后来到了延安整风运动时期，才由刘伯承的一份工作报告，引出了对百团大战的重新评价，一是肯定了它的功绩，二是认清了它在战略、战术上的严重失误。这种一分为二的评价，应该说是客观、公正的。