今天看来，百团大战无疑具有十分重大的意义，主要表现在以下几个方面：
（一）百团大战打击了日本帝国主义的政治诱降阴谋，稳定了中国抗日统一战线。百团大战爆发时，正值日、蒋谈判7月23日备忘录的达成，蒋介石和板垣征四郎首脑级会谈拟于8月间在长沙举行（7月16日，米内内阁倒台，蒋方借故推迟了谈判）。中共当时虽然还不知道当时日、蒋谈判的具体情形，但感觉到蒋方对日日益妥协的立场。在百团大战所鼓动的全国抗日高潮和抗日声浪中，蒋介石不得不将对日妥协的行动停顿下来，八月下旬，当日本首相近卫又写了亲笔信建议继续会谈时，遭到蒋方的拒绝。这是百团大战的历史意义之一。
（二）百团大战严重地打击了日寇，对破坏和制止敌人军事进攻大后方的战略企图起了重大作用。八路军在百团大战中消灭的46000多敌人中，日军达20645人，占总人数的44.9%，其中包括不少成建制的部队如敌第四混成旅团，几已消灭殆尽；第2、3混成旅团消灭过半；第8、9、16等混成旅团各消灭一个大队；第36、110、27等师团均遭受严重打击。被歼灭的日军，约占当时这一地区日军总数的十分之一。这对已经深感战线过长、兵力不足、而又要准备南进的日本帝国主义是一个严重打击。在这一战役中，八路军还捉到了281名日军俘虏，而且有47名日军携械投诚，对于法西斯教育很深的日军士兵来说，这种现象也是历次作战中少见的，至少一次能活捉成百的“日本鬼子”在国民党军队中是没有过的。当时的《新华日报》曾在显著地位刊登一条消息说，八路军领导人决定将俘虏的一百数十名日军战俘，“由前方兼程押赴战时首都，呈交最高当局”，引起一时的轰动。日本进步历史学家写的一本历史书中，也承认百团大战“是中日战争开始以来最大的一次激战，给予了日本军队以沉重的打击。”对伪军的震动就更大了。在消灭的25000多名伪军中，伤亡的只5155人，占五分之一；投降当俘虏的倒有18407人；还有1845名伪军起义反正。在百团大战的胜利影响下，一时之间，伪军组织动摇加剧，纷纷派人来和八路军接头。这也说明百团大战在瓦解敌军方面发生了深远的影响。
敌人的损失不仅是军事上和政治上的，百团大战给敌人造成的经济上的损失也是巨大的。正大铁路彻底破坏，长期不能通车，平汉铁路和同蒲铁路也一度被我切断，公路交通的中断就更多，严重地破坏了敌人的经济贫夺。特别是彻底破坏了井烃煤矿。井烃煤矿是当时华北的一个大煤矿，机器主要是德国制造的，产媒大量运往日本。百团大战中，我军一度收复井陉，搬走和炸毁了这个煤矿的全部机器，使整个煤矿瘫痪停产，长期不能修复。仅此一项敌人损失即在一亿日元以上。
在百团大战的胜利影响下，敌军被迫从已经集结准备发动新的战略进攻的部队中，抽调了两个师团的部队到华北，进攻我敌后抗日根据地，使得敌人的战略进攻计划破产。
（三）百团大战推迟了日本的南进步伐。1940年上半年，德国法西斯在欧洲的接连胜利，使日本侵略者大受鼓舞，刚上台的第二届近卫内阁，野心勃勃地提出“向以南方施策为重点的体制转变”，确定利用急转直下的世界形势，抓住难得的良机，促进迅速结束“中国事变”的同时，解决南方问题。7月下旬，在《适应世界形势演变的时局处理纲要》中决定，为解决南方问题可行使武力，行使武力只限于以英国为战争对手，但对美开战将难避免，故须做好充分准备。作为南进的第一步，日军第5师团9月23日在法属印度支那北部强行登陆。但是，南进计划突然又被迫发生逆转。日本陆相东条英机和参谋长杉山一致认为：“必须迅速解决中国事变。为此，不要单纯考虑南方，要确立以中国和北方问题为主的方针。”日本的中国派遣军总司令官西尾寿造提出，不应变更倾注主力于中国的宗旨，反对从1941年起缩减在华兵力。于是日本只有暂时收回南方作战的矛头，乘机南进只好以“口号演习”宣告收场。在这一戏剧性的变化中，百团大战不能不说是起了举足轻重的作用。推迟日本的南进步伐，无疑给英美及东南亚各国带来了巨大的战略利益。
（四）百团大战胜利捷报振奋了全国抗战军民，坚定了抗战必胜的信心。百团大战振奋了解放区人民，各根据地的群众团体纷纷打电报给朱德、彭德怀同志表示祝贺。在当时的报刊上，这样的电报日达数封。例如，正在召开的陕甘宁边区第一次回民代表大会，就专门发了一个给朱、彭并转八路军全体将士的贺电：“壮烈的百团大战，这不仅严重地打击了敌人，使其进攻计划受到致命的牵制，而且更鼓舞了广大人民的抗战信心，使投降派的言论行动濒于破产的境地。”《新中华报》也以全体同人的名义发了贺电。
尽管国民党对百团大战胜利的消息进行了一定程度的封锁，国统区人民不可能了解到这次战役的详细情况，但胜利的消息仍然传递到了国统区。国际新闻组织对此纷纷加以报道，如8月23日，英国路透社从北京发出电报说：“此间日本发言人称，自8月20日以来，华军集令大批兵力，破坏平汉、同蒲、正太铁路，结果路基交通俱遭毁坏。发言人承认此次华军出动之情形，实有精密的组织。”
正如当年刘伯承同志指出的那样：当时国民党顽固派的投降危险非常严重，不少人对能否战胜日军信心不足，悲观失望和投降妥协的空气弥漫着国民党统治区。百团大战的胜利一扫这种空气，振奋了全国人民的抗战信心，对于克服投降妥协危险起了重大作用。连国民党的军队及其领导也作出了反应。卫立煌当时就给朱、彭打来电报，称赞百团大战不仅给予敌寇以致命之打击，且予友军以精神之鼓励，给日本帝国主义灭亡中国的政略、战略以沉重打击。蒋介石在给朱德、彭德怀同志发来的“嘉奖电”中也不得不承认，八路军“断然出击，予敌甚大打击”。这使国民党顽固派当时所谓的“八路军游而不击”的反共谎言不攻自破了。
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