1937年9月6日，陕西三原县石桥镇村外的田野上临时搭起了阅兵台，我9000多名红军将士在这里誓师出征，番号为“国民革命军第八路军第129师”。三原誓师后，129师和先前整编的115师、120师一样直接开赴抗日前线。一个月后，国民政府宣布南方各省（琼崖除外）的红军和游击队改编为国民革命军陆军新编第四军。然而，八路军、新四军番号的由来却颇费周折。
西安事变结束了10年内战，促成了第二次国共合作。第二次国共合作的实质是两党的军队合作抗日。毛泽东为首的党中央吸取了第一次国共搞党内合作的教训，确定了第二次国共合作中独立自主的方针，即在保存与巩固革命武装、保证党对军队绝对领导的原则之下，“改变番号与编制以取得合法地位”，壮大和发展人民武装。红军要合法化，就要整编，整编就要有番号。蒋介石却迟迟不愿给番号。因为与孙中山主动实行国共合作相比，蒋介石同意第二次国共合作却是出于被逼无奈。虽然西安事变中蒋介石接受了“停止剿共，联合红军抗日，共产党公开活动”等6项条件，但实质上，蒋介石消灭共产党的决心一直没变。他想通过“合作”实行军令、政令统一，剥夺共产党对军队的领导权（人事权），达到收编红军，进而消灭共产党的目的。红军整编后的领导权问题，始终是国共两党合作抗日谈判的焦点。
1937年2月中旬至3月上旬，周恩来等赴西安，同国民党就红军改编和开赴抗日前线问题进行谈判，提出：“红军改名为国民革命军”，组成一路军，设总指挥部，配正副总司令，下辖4个军、12个师、36个旅、108个团，军官由延安派。而国民党只给2个师、8个团的编制，不设军和总指挥部，除师长外，其他军官由南京配备，直属国民党军政委员会领导。双方围绕人员编制和领导权问题僵持不下。此时，毛泽东致电周恩来：“只要蒋介石同意改编红军，就是我们的一大胜利。”中共再作让步。3月8日，谈判达成5条意见，上报蒋介石审批。其主要内容是：红军改编为国民革命军，服从国民政府及蒋介石统一指挥。其编制人员按国军同等待遇。编为3个师，计6个旅12个团及直属队共4.5万人。设总指挥部，干部由中共推选。史称“三八协议”。但没想到这个由蒋介石指导下产生的协议，蒋又反悔，不同意了，谈判又回到了起点。
3月下旬至4月初的第2次会谈、5月2日至14日的第3次会谈，蒋介石依然从控制、取消共产党对红军的领导权出发，先是同意改编为3个师，设总部，军官由延安派，但总司令由蒋委派；后又提出红军师以上干部全部出洋，半年之后回国重新安排，师副职由国民党派。毛泽东、朱德离开红军到国民政府中“做事”。中共坚持对红军改编后的领导权，反对国民党派人到部队任职。
就在国共谈判进行不下去的时候，卢沟桥事变爆发了。第二天，中共通电全国：“平津危急！华北危急！中华民族危急！只有全民族实行抗战，才是我们的出路！”当日，红军将领致电蒋介石请缨杀敌，“誓与日寇决一死战”。7月17日，周恩来到庐山同蒋介石举行第4次会谈。由于蒋介石幻想日本人不扩大事态和再次媾和，谈判无果，但全国的抗战形势使红军的整编不能再拖下去了。毛泽东在命令部队云阳集中做好自行整编准备的同时，积极开展统战工作，他亲笔给蔡元培等70余名学者写信，通报两党会谈情况和红军急于上前线的决心。年近古稀的蔡元培赶赴南京，绝食静待3天，逼蒋答复红军改编。8月上旬，周恩来到南京参加国防会议并举行两党第5次谈判，期间拜会了冯玉祥等国民党地方实力派，阐明了共同抗日和改编红军的原则立场，使两党半年会谈的真相大白于天下。
