全面抗战爆发后，陕甘宁边区虽然不是直接抗日的区域，但革命武装力量却发挥了极为重要的作用。当时边区面临两大敌人：一是日军已兵临黄河东岸，对边区虎视眈眈。二是边区南、北、西三面的国民党顽军不断挑起“磨擦”，甚至发动军事进攻。为此，中央军委和毛泽东对边区的革命武装力量作了调整。

　　1937年8月，八路军主力开赴抗日前线时，从各师中抽出一部分兵力组成八路军后方总留守处，由中央军委直接领导，以保卫中共中央和边区的安全。12月，八路军后方总留守处改为八路军留守兵团。中央军委给留守部队下达的任务是“保卫边区，肃清土匪，安定人民生活，保卫河防，保卫党中央，巩固与扩大留守部队”“建设正规化部队，提高战斗力，加强战斗准备，培养与积蓄干部”。由于八路军留守兵团担负的任务艰巨而繁重，毛泽东曾风趣地说：“我在延安，就是靠留守兵团吃饭。”

　　陕甘宁边区的武装力量除八路军留守兵团外，还有陕甘宁边区保安司令部、群众武装组织抗日自卫军和陕甘宁晋绥联防军。

　　成立于1937年8月的陕甘宁边区保安部队是由各地的游击队、警卫队等地方武装改编而成的，下辖10多个保安大队和若干保安队、警卫队，基本做到每个县都有1个保安队，总兵力约5000人。其主要任务是动员与组织民众进行抗日救国活动，镇压汉奸、反动派的阴谋活动，维护社会秩序和治安，协助八路军留守兵团保卫陕甘宁边区。1938年3月，陕甘宁边区保安司令部及其所属部队划归八路军留守兵团司令部指挥。

　　中共中央、中央军委对建立地方性民众抗日军事组织也很重视。1937年8月25日，中共陕甘宁边区委员会作出《关于改造赤卫军的决定》，将在土地革命战争时期起了重要作用的赤卫军改名为抗日自卫军，规定抗日自卫军是半军事性质的群众武装组织，是保卫边区的武装力量，是抗日的后备军。据统计，1937年至1938年，自卫军直接配合八路军留守兵团和保安部队进行剿匪作战数十次，消灭大小武装土匪40余股，毙伤俘千余人，缴获各种枪械1700余支、弹药20余万发。到1938年年底，边区抗日自卫军已发展到22万多人，基干自卫军3万多人，其中还有相当数量的女自卫军。为加强对这支武装的领导，陕甘宁边区保安司令部专门设立了人民武装科，各县设保安大队部，县长兼大队长。八路军留守部队、保安部队、自卫军三位一体，圆满完成保卫千里河防、剿灭土匪、阻止或粉碎国民党顽固派进攻的任务。

　　抗日战争进入艰苦的相持阶段后，日本侵略者调整其对华政策。1941年至1942年，在日军空前残酷的“扫荡”和“清乡”下，中国共产党领导的敌后抗日根据地军民伤亡惨重，部队减员较多，根据地面积不断缩小、人员大幅减少。这种情况下，陕甘宁边区和其他敌后抗日根据地的联系日益困难，保持与其毗邻的晋西北根据地的联系就显得尤为重要。1942年1月16日，中共中央和中央军委决定成立陕甘宁晋绥联防军，统一陕甘宁和晋绥这两个区域的军事指挥和军事建设。6月10日，陕甘宁晋绥联防军在延安正式成立。八路军留守兵团和保安部队整编入联防军，经过整编的陕甘宁晋绥联防军总兵力为5个旅21个团，共3.2万余人。

　　陕甘宁晋绥联防军成立后，立即遵照毛主席关于“把敌人挤出去”的指示，展开连续的对敌反攻，一个村庄一个村庄地向敌占区“挤”地盘。到1943年底，共“挤”掉日伪据点50多个，恢复了1000多个村庄，粉碎了敌人大小13次“扫荡”。至此，在作为陕甘宁边区屏障的晋西北地区，战场局面由敌进我退转变成我进敌退，为抗日战争的胜利奠定了基础。