1936年10月，红一方面军、红四方面军及红二方面军三大红军主力在陕北会师，长达2年的战略大转移宣告结束。尽管此时全国各地的抗日呼喊不断，民众抗日热情高涨，但蒋介石仍然在“攘外必先安内”的错误道路上坚持。
1936年10月22日，蒋介石亲赴西安，向西北剿匪总司令部副司令张学良和西安绥靖公署主任杨虎城部署了剿共计划。张学良与杨虎城均已经与我党进行过秘密会谈，高度认同我党提出的抗日民族统一战线，并早已在为抗日战争做准备。因此面对蒋介石的指示，张学良不但未执行，还和杨虎城、阎锡山等人一起力劝蒋介石停止抗战，一致对外，却遭到了蒋介石的怒斥。张学良还被蒋介石在洛阳军分校纪念周上当众不知名批评。
1936年12月4日，蒋介石再次亲临西安，向张学良与杨虎城下达了最后通牒，如果东北军和十七路军不开赴陕北前线剿共，就将两支部队分别调往福建和安徽，由中央军接替他们执行剿共计划。12月7日，张学良到达蒋介石的住所华清池希望他能够回心转意，然而蒋介石却一意孤行，坚持剿共。张学良无功而返后，杨虎城也找到蒋介石做最后的努力，同样遭到了怒斥。
张学良和杨虎城两位爱国将领在别无他法的情况下一致商议决定举行兵谏。1936年12月12日凌晨3时左右，张学良部队包围了华清池，意图逼蒋抗日。在周总理等人的努力下，国共两党经过艰难的谈判，西安事变和平解决，国共二次合作基本形成。
为了抗日民族统一战线的形成，我党在西安谈判中也承诺红军接受国民政府的改编。1937年2月，我党代表周总理、叶剑英与国民党代表顾祝同就红军改编问题展开谈判。蒋介石虽然在西安事变中迫于形势答应了红军改编，但他心中还是将红军视为敌人，因此命令顾祝同在谈判中想方设法压缩红军的规模，尽量多的裁掉编制。
对于蒋介石心中阴谋，我党也早有准备。根据统计，长征结束时有5万多的红军到达陕北，再加上后续的发展，当时陕北的红军共有8万人。考虑到要给蒋介石预留一定的压缩空间，我党制定了一份4个军，辖12个师，总兵力达十几万人的改编计划。
然而谁也没有想到，蒋介石竟然如此不讲信誉。顾祝同在蒋介石的指示下只同意给红军2个师的改编计划，与我党计划相差甚大，导致谈判刚开始就陷入了僵局。谈判本身就是一场博弈，是对自身利益的维护，一方的妥协会让另一方在谈判中获得更多主动权。但为了国家大义，为了抗日民族统一战线，周总理还是做出了极大的让步，同意将12个师的编制压缩到3个师，共4.5万人。即便如此，国民党方面还是绝不让步，谈判不欢而散。
3月下旬的第二次谈判，5月初的第三次谈判，蒋介石虽然答应给我军3个师编制。但却妄想夺取红军的领导权，提出总司令由国军将领担任，红军师级以上干部全部留洋深造半年的无理要求，谈判也因此未曾取得实质性进展。就连时任国民党副委员长的冯玉祥都对此焦急不已，多次催促蒋介石，却被蒋介石以担忧共产党日后会大肆索要军费等理由搪塞了过去。
1937年7月7日，卢沟桥的枪声打破了夜晚的宁静。形势万分危急，谈判迫在眉睫。在这紧要关头，毛主席一方面命令部队做好整编准备；另一方面给蔡元培等70余名有影响力的学者写信，争取他们的支持。在南京开会的周总理也依次拜会冯玉祥等国民党地方实力派爱国将领，讲述谈判僵持的真相。最终在冯玉祥、蔡元培等人的施压下，蒋介石表面答应我军的改编，但实际上却想将红军一网打尽。蒋介石的阴谋被毛主席识破，改编再次搁置。
8月，日军大肆进攻上海，剑指南京。蒋介石原本对日本一直抱有幻想，日军进犯东北、华北等时采取的是不抵抗政策。日本此举无疑打破了蒋介石的幻想，江浙地区不仅是蒋介石的家乡，还是他发家所在。在此危急关头，蒋介石终于妥协，答应了我军的改编计划。由于桂军第八路军的番号空缺，因此便将这个番号给了红军，麾下的115、 120、129三个师的番号则是来自因打败仗被撤销的东北军，这3个师也是日后八路军的3个主力师。
就此，八路军完成改编，在副总指挥彭老总的率领下奔赴抗日前线。但是由于蒋介石的压缩，此次改编仅有4.5万人，仍有3.5万人的去向、军饷等问题丞待解决。其实关于这3.5万人的问题，周总理在谈判中就曾多次提过，根据毛主席的计划，是在延安设立八路军留守处，将这3.5万人改编为保安部队，由留守处统一管理，毫不例外被拒绝了。
无奈之下，毛主席只能将这些人全部留守在陕北根据地。虽然暂时解决了问题，但3.5万人的衣食住行仍然急需解决。毛主席经过深思熟虑后，将这些留守部队全部编入了八路军编制，虽然拿不到军饷，但入了编制，不但在客观上扩大了部队的规模，也为日后八路军的发展壮大提供了保障。同时毛主席还选取一些优秀将士到军校学习，为我军培养优秀的领导干部。
在毛主席的领导下，这些留守部队还在当地开展了轰轰烈烈的大生产运动，不但实现了自给自足，还能为前线部队提供补给。
对于没有编制的地方部队，毛主席也提出了高明的解决方法，成立独立团，新一团等。这些部队虽然名义上属于八路军编制，但实际又是编外部队，得以脱离国民党的监管，迅速发展壮大。根据统计，仅仅用了4年时间，3.5万人的编外部队就暴增到了十多万。1940年，106个团级单位参加的百团大战也有许多的编外部队参战。
这些部队不仅在抗日战争中做出了重要贡献，成为了解放战争中的中坚力量，为全国解放，为新中国的成立立下了汗马功劳。
