在紅軍主力改編為八路軍的時候，原紅二方面軍主力與陜北紅軍中的一部合編，成為了八路軍第120師，該師下轄4個戰(zhàn)斗團，1個教導團及騎兵營、炮兵營、輜重營、特務營、工兵營，以及通信營，全師合計為14000人。到120師開赴前線的時候，除一部分作為警戒部隊留守陜甘寧，三個主力戰(zhàn)斗團以及教導團共計8200余人。武器裝備有步馬槍4091枝、輕機槍143挺、 重機槍35挺、沖鋒槍68支、駁殼槍788枝、手槍91支，迫擊炮4門、馬刀2把、刺刀117把，單單從裝備上來看，第120師的武器甚至還不如地方軍閥。

雖然裝備較差彈藥匱乏，并且兵力總人數(shù)也是八路軍三個主力師中最少的，不過120師在一次次的戰(zhàn)斗中快速的壯大發(fā)展，到了1938年底的時候，120師全師總兵力已有24450人，純戰(zhàn)斗員高達14774人。裝備上也得到了充實單單是輕重機槍就達到了454挺之多，步槍手榴彈更是大幅度增加，那么，120師武器裝備到底從何而來呢？戰(zhàn)場繳獲還是外界支援？

說起120師的裝備來源，戰(zhàn)場上繳獲還是占了大頭，比如在1937年的十里鋪戰(zhàn)斗后，繳獲輕重機槍就有8挺；南懷化戰(zhàn)斗，繳獲輕機槍5挺。1938年三交鎮(zhèn)戰(zhàn)斗后，繳獲輕重機槍4挺；田家莊戰(zhàn)斗，繳獲輕重機槍7挺；馬鞍山戰(zhàn)斗，繳獲輕機槍2挺馮家溝戰(zhàn)斗，繳獲輕重機槍7挺；張家灣和邵家莊戰(zhàn)之戰(zhàn)，繳獲輕重機槍7挺；比較多的則是滑石片和明鋪的戰(zhàn)斗，一共繳獲輕重機槍43挺，據(jù)統(tǒng)計在，1937年10月到1939年7月，120師共對敵作戰(zhàn)近千次，每一次的戰(zhàn)斗雖然看上去繳獲都不多，但是這種零打碎敲的方式經過積少成多，最終的累計下來的總數(shù)量也是極為驚人的。

八路軍成立之處，國民政府還是補充了一部分的武器彈藥的例如山西王閻錫山撥付給了120師一批沖鋒槍，這些速射武器主要是裝備了特務連或偵察兵手中。蘇聯(lián)援助給國民政府的大量蘇械武器雖然被蔣介石搞出了嫡系蘇械師，不過八路軍駐武漢辦事處的同志們還是四下奔走，爭取到了大約120挺蘇制DP-28輕機槍，這些輕機槍有相當一部分裝備給了120師。

國軍潰敗后遺棄的武器裝備也成了120師武器來源的一部分，例如在軍在忻口戰(zhàn)場的國軍就在撤離過程中，光顧的跑路就遺棄了相當數(shù)量的武器裝備，甚至連火炮都推入了滹沱河中，更別提影響個人撤退速度的步槍輕機槍了，120師的官兵們依靠著撿國軍洋落兒和收攏有戰(zhàn)斗意識的國軍士兵，補充了不少裝備與作戰(zhàn)人員。在整個抗戰(zhàn)中，120師和晉綏軍區(qū)部隊共作戰(zhàn)10114次，斃傷日偽軍100740人，俘虜日偽軍18389人，一度創(chuàng)造出雁門關伏擊戰(zhàn)、黑馬張莊伏擊戰(zhàn)、齊會戰(zhàn)斗等著名戰(zhàn)例，在抗日歷史上書寫了極為濃重的一筆。