转眼间半个多月过去了，就在周卫国所部的新兵完成战术训练的同时，百团大战的第二阶段也进入了尾声。
关于第二阶段的作战战目的八路军总部说的很清楚，就是要继续扩大战果，而作战基本方针还是继续破坏日军交通，摧毁深入根据地的某些据点 。
只不过相比于第一阶段而言，第二阶段的战斗更具针对性，说白了之前只要是有铁路的地方八路军就出动，但是现在却是只重点打某一地区，甚至于只打某个城镇。
根据八路军总部的指示，晋察冀军区将视线从正太线转移到了晋北地区的灵丘和来源一带，发起了涞灵战役。
占领涞源、灵丘地区的是日军第27师团，师团长叫本间雅晴，这支部队的指挥部设在保定。
由于这支日军的占领区深入晋察冀军区腹地，因此一直是晋绥察军区的心腹大患，如鲠在喉。
聂司令员几次想要将其拔掉，但是日军也很重视这一地区，因此驻扎有重兵，单单日军就有大半个联队两千六百多人，另外还有伪军三千多人，加上伪警察和汉奸部队，总兵力超过了六千人以上。
此外日军受到第一阶段打击后，各据点纷纷增加兵力，其中涞源城单单就增了500人左右。
小鬼子依托城镇和据点不断地增修加固工事，储备粮弹，积极备战。
而晋察冀军区也在暗中准备，调集部队，准备一举将涞灵地区的日伪军一网打尽。
9月22日22时，由晋察冀军区主导的涞灵战役开始，晋察冀军区右翼部队三个团向涞源县城及其周围据点发起猛烈攻击。经一夜激战，夺占东、西、南关，日军退入城内。
接着晋察冀军区第2团在第1团1个营及炮兵配合下，猛攻涞源城东10公里处涞易公路上的敌重要据点三甲村，歼敌大部，将其占领。
同时，第3团向涞源城东北东团堡发起猛攻，至24日夜，攻克该村周围全部堡垒，将残敌压迫于村中数间房屋死守。
日军不敌，随即将据点库存武器、物资、粮食全部烧毁，准备突围。攻击部队再度向敌猛攻，残敌突围无望，投火自焚。
紧接着，右翼队其他部队和平西军分区第9团也连克桃花堡、白乐堡、吉家庄、辛庄、北口、下北头、白石口、中庄、王喜洞、刘家嘴、张家峪、北石佛、金家井等13个据点。战役发起的第2天，日军开始由保定、张家口等地南援，由于破路不彻底，日军推进迅速。
28日中午，日伪军3000余人搭乘汽车，在坦克20辆、飞机4架的掩护下，进抵涞源城。
在这种情况下，右翼队已难开展有利的攻势，晋察冀军区乃决心转移攻势于灵丘地区，第一步扫除灵丘、浑源间敌据点，第二步夺取大营东南至神堂堡一线及大营、沙河以北山地内敌据点。
10月2日，晋察冀军区命令右翼部队主力集结涞源以东及东南地区整理，一部监视钳制涞源之敌，另以第1、第2团归左翼队指挥，加入左翼部队作战。
10月8日夜，第1团第1营乘南坡头日军一部出动袭击第2团之机，向南坡头发起进攻，一举袭入敌阵，歼敌大部，残敌逃窜。
同时，第6团第1营攻克抢风岭，青磁窑日军望风而逃！
接着，第6团第3营攻击了金峰店。
此外，向灵丘、广灵间出击的第26团8日夜曾一度攻入黄台寺。
然而很快战况就急转直下，先是晋察冀军区发觉第1军分区《抗敌报》第35期的社论无意中将百团大战第二阶段企图泄露。接着蔚县的日军1300余人南援，开始反扑。
除此之外，涞源、易县、保定、望都、定县、完县、唐县、曲阳等地的日军也在集结兵力，准备粮弹，反攻的意图非常的明显。
不得已，晋察冀军区只得转入守势，涞灵战役结束！
此战共持续18天，共毙伤日伪军1000余人，俘日军49人、伪军237人，晋察冀军区伤亡1419人。
为策应涞灵战役，冀中军区在破袭沧石、德石、北宁、津浦铁路的同时，也集中兵力进行了任（丘）河（间）大（城）肃（宁）战役。
此战冀中军区出动了第18、第23、第30团等部计10个营，共8500余人，经过十多天的作战，共毙伤日军805人、伪军322人、俘日军3人、伪军326人，攻克据点29个，冀中军区部队伤亡573人。
与此同时，129师则是在晋东南地区发动了榆辽战役，120师则是发动了破击同蒲铁路的相关战役。
经过这半个月的血战，八路军在山西和河北两大战场再次重创了日伪军，不但收复了大量的城镇和据点，还极大地消耗了日伪军的有生力量，沉重打击了日军华北方面军制定的“囚笼政策”，对日军震动极大 。
经过这一战役，日军内部进行了深刻的反省，总结经验教训，对情报机构进行了空前的改革和加强，进一步明确了在华北作战以中共军队为重点的指导思想，甚至于华北方面军司令部把此役称为挖心战，每年8月20日，作为挖心战纪念日。
不过八路军的好日子也快到头了，10月5日，日本国内调往华北的援兵抵达天津港，此次运往华北的日军包括两个野战师团外加30个步兵大队。
这两个野战师团分别是平林盛人中将的第17师团和樱井省三的第33师团，尽管这两个师团都是三单位制的丙等师团，但是却胜在齐装满员，加上那三十个步兵大队，华北方面军一下子得到了近六万援兵。
与此同时，还有两个师团的援兵正在路上，只不过登陆地点并不在天津，而是在青岛。
得到了六万援兵之后，多田骏手头上的兵力顿时宽裕了不少！
再加上日军在华北的广大地区连续遭到八路军两次大规模攻势的打击，不但使得多田骏颜面尽失，甚至于让不少人开始怀疑日军的战斗力了，这对于日军来说是坚决不能容忍的。
这已经不仅仅是面子上的问题了，更关系到了日军能不能在中国继续存在下去了。
要知道现在日军以及日本国内的情况已经非常的不好了，日本全民都在勒紧裤腰带过日子，老百姓甚至于已经连大米都吃不起了，饥饿正在日本本土蔓延。
因此，日军在中国境内很大一部分实力是需要依靠伪军的，而伪军都是些有奶就是娘的家伙，对于自己的国家都没有什么忠诚，更不要说是对日军了。
一旦他们发现日军只是一只没牙的纸老虎的话，那么必然会反叛，一旦有一个这样做了，其他人都会效仿，就像是前几天发生在山东的骚乱一样，因此日军急需一场酣畅淋漓的战斗来证明自己。
为防止局势继续恶化，也为了尽快稳住占领区，多田骏随即在北平召开参谋长一级的军事会议，商讨如何反击。
经过一番讨论之后，日军很快就制定了反击方案，决定从10月6日起，先后对华北各抗日根据地进行报复“扫荡”，日军打算趁八路军连续作战来不及休整之机，打击八路军主力 ，彻底的毁灭抗日根据地。
而后在多田骏的命令下，山西、河北以及河南北部的日军遂调集重兵，准备反击。