抗日戰爭全面爆發后，國共兩黨開始合作抗日，陜北一帶的紅軍主力改編為八路軍。蔣介石為了限制八路軍的發展，只給了三個師的番號，每個師定員15000人。因此這一時期三大師長每人領兵的數量都不足兩萬，蕭勁光任司令的留守兵團兵力更少，只有數千人。當時八路軍不論兵力還是武器裝備和日軍相比，都存在著極大的差距，無法長期在正面戰場打陣地戰，為此毛主席特意為八路軍制定了獨立自主的山地游擊戰方針。

平型關大捷后，八路軍向敵后挺進，開辟抗日根據地。敵后的老百姓在日寇的統治下生活在水深火熱之中，八路軍到來后，主動對日軍發起攻擊，收復了不少城鎮。在打擊敵人的同時，自身也得到了極大的發展。楊成武的獨立團挺進華北后，短短不到一個月的時間就從日寇手中收復了七座縣城，兵力也從最初的3000人發展到了8000余人，被改編為八路軍獨立第一師。

此時單論職務的話，楊成武已經和三大師長平級了。但他統率的兵力和三大師長相比，仍有不小的差距。同時由于八路軍的編制有限，還有一些干部未能進入三大主力師任職。這些人的能力也都很強，又經過長征的考驗，為了給他們一個施展自身才能的舞臺，毛主席想出了一個好辦法，讓他們以游擊教官的名義到敵后拉隊伍。這些被派往敵后的游擊教官當中，秦基偉的表現尤為出色，他到山西平谷后，用了很短的時間就拉起了一支隊伍，并發展成為擁有5000之眾的秦賴支隊。

在八路軍剛剛成立一年的時間，就能把手中的兵力擴充好幾倍，楊成武和秦基偉領兵的數量已經不算少了。但有一位八路將領更厲害，他在1938年8月的時候，手中就已經有了十萬大軍。此時單論統兵數量的話，三大師長哪一個人的兵力都沒有他多。那么這位八路將領是誰呢？他就是宋時輪將軍。宋時輪的資歷很老，雖然沒有參加三大起義，但加入紅軍的時候，他是帶了隊伍的，毛主席因此戲稱他為”一方諸侯“。

紅軍時期，宋時輪擔任過師長和西方軍的參謀長，當時西方軍的司令正是陳毅元帥。長征到達陜北后，宋時輪擔任軍長。八路軍成立的時候，由于編制有限，許多干部都是連降兩級使用。宋時輪卻被降了三級，由28軍的軍長降為120師358旅716團的團長。上任沒多久，他就被派到雁北獨當一面，出任雁北支隊長兼政委。任期內，宋時輪以游擊戰、伏擊戰和奔襲戰等戰術多次對日軍的輜重運輸隊和后方倉庫發起打擊，取得了不俗的戰果。

連續多次被雁北支隊襲擊之后，日軍惱羞成怒，先后三次出動數千人對雁北支隊發起多路圍攻。宋時輪在根據地內堅壁清野，同時留下部分兵力牽制敵人，自己則率主力跳到外線，專門打擊日軍的運輸補給線。日軍在根據地找不到吃的，運送補給的車隊又頻繁被襲擊。補給陷入困境的日寇很快就支持不住了，被迫狼狽撤退。宋時輪趁機率主力截住敵人廝殺，打了個大勝仗。

從1937年10月到1938年5月，短短八個月期間，宋時輪率部和日寇進行大小戰斗百余次，擊毀日軍汽車390多輛，消滅日軍數千人，自身也得到了極大的發展。1938年5月中旬，宋時輪支隊和鄧華支隊合編為八路軍第4縱隊，宋時輪任司令，鄧華為政委。4縱成立后不久，就接到任務，向冀東挺進，配合冀東大起義。經過艱苦轉戰后，4縱順利到達冀東，和高志遠、李運昌等人領導的冀東抗聯武裝并肩作戰，短時間內就收復了包括遷安在內的9座縣城。

冀東不僅物產豐富，而且戰略地位也很十分重要，八路軍如果能在這里建立穩固的根據地，就可以卡住日軍南下的脖子。當時冀東的形勢一片大好，毛主席決定成立冀察熱遼軍區，宋時輪出任軍區司令員，負責建立擁有2000萬人口的冀察熱遼抗日根據地。當時冀東抗聯武裝將近十萬之眾，全部歸宋時輪指揮，再加上4縱本身的兵力，宋時輪統兵數量一下子就達到了十萬人。

當時才是1938年的8月，八路軍三個師雖然都有了很大的發展，但哪個師的兵力也沒有超過十萬人，宋時輪因此成了統兵最多的八路將領。由于冀東抗聯中的絕大多數人都是沒有經過嚴格軍事訓練的農民，戰斗力并不強，因此毛主席希望宋時輪能以霧靈山為依托，建立抗日根據地，然后分批對冀東抗聯進行整訓，盡快提升他們的戰斗力，以應對日軍隨時可能發起的反撲。

但宋時輪認為霧靈山地廣人稀，部隊的吃飯穿衣問題不好解決，他準備向熱河境內的都山前進，理由是東北抗聯曾在那里活動過，有一定的群眾基礎。毛主席一向比較尊重前線將領們的意見，認為他們身處第一線，掌握的情況可能更準確，因此就同意了宋時輪的想法。不久后宋時輪率4縱和抗聯主力向都山前進，在過長城的時候遭到了日本關東軍的攔截，不僅沒能打過去，自身還遭受了一定的損失，被迫退回了冀東。

很快日軍就跟蹤而至，此時青紗帳已倒，八路軍在平原作戰失去了掩護，宋時輪認為在這種情況下冀東已經無法堅持，于是率領4縱和抗聯武裝向平西撤退，準備在平西整訓后再打回冀東。撤退途中遭到了日軍的多次攔截，付出了極大的傷亡代價，數萬人的冀東抗聯，撤到平西的僅有3000余人。不久后毛主席派蕭克來到平西，出任冀熱察挺進軍司令，統一領導平西、平北和冀東三地的抗日武裝斗爭。

蕭克來平西上任的時候，只帶了一百多人，其中大部分都是抗大畢業的學員，因此挺進軍的骨干力量還是宋時輪支隊、鄧華支隊和高志遠任司令的冀東抗聯支隊。這三個支隊司令當中，蕭克與鄧華和高志遠的交際很少，只有宋時輪是他在120師的部下。為了做到令行禁止，蕭克上任后在平西進行了整軍。整軍期間，高志遠提出了率部打回冀東的請求，蕭克沒有同意。

不久后高志遠的秘書揭發高志遠”勾結吳佩孚，準備叛變投敵“，在當時這是一個很嚴重的罪名。蕭克下令將高志遠抓了起來，準備嚴懲。宋時輪和高志遠在冀東并肩作戰過，對他的為人十分了解，認為他絕不會做漢奸，而且高志遠的秘書雖然揭發了高志遠，但卻拿不出他準備叛變投敵的確鑿證據。在這種情況下，宋時輪反對嚴懲高志遠，并為此多次和蕭克理論，但最終高志遠還是被處決了。

蕭克整軍的目的就是要做到令行禁止，現在宋時輪多次和自己意見相左，這對今后的統一指揮是不利的。不久后宋時輪就被追究曾經帶頭從冀東撤退的責任并受到了很重的處分，之后宋時輪就離開平西，回到了延安。不久后百團大戰爆發，在這場八路軍和日寇決戰的大戰中，宋時輪卻沒有獲得出場的機會，之后他一直坐了5年的冷板凳，直到抗戰勝利后才來到山東給陳毅當參謀長。1955年大授銜的時候，蕭克和宋時輪雙雙被授予上將軍銜。