1937年9月25日平型關戰役大捷後，八路軍115師主力轉向正太鐵路(現石太線)以南作戰，由聶榮臻率領的115師一部，留五台山地區開展遊擊戰爭，建立了包括晉東北、冀西、察南等廣大地區的北嶽抗日根據地。同時，由呂正操率領的冀中人民自衛軍配合地方遊擊武裝，開辟了冀中遊擊區。1937年11月7日，由聶榮臻任司令員兼政治委員的晉察冀軍區在山西五台山成立，初步形成了以五台山為中心的晉察冀抗日根據地。1938年1月，在河北省阜平縣成立了晉察冀邊區臨時行政委員會，宋劭文任主任。這是中國共產黨領導的第一個敵後抗日民主政權。隨後，八路軍積極向平西、冀東等地區發展，進一步擴大了晉察冀抗日根據地。
隨著抗日遊擊戰爭的勝利發展，晉察冀根據地在北嶽區和冀中區先後辦起了修械所等兵工廠。在北嶽區，1937年12月，晉察冀軍區供給部在山西五台縣跑泉廠村成立第一個修械所，1938年8月遷至河北省平山縣，擴編為軍區第一修械所。1938年11月，又在五台縣跑泉廠村成立軍區第二修械所，晉察冀軍區所屬第一、第三、第四和第二軍分區，也先後成立了修械所。晉察冀邊區政府於1938年2月，在五台縣東冶鎮成立了炸彈廠(手榴彈廠)，同年8月命名為邊區制造所；在冀中區，1938年2月人民自衛軍在河北省安平縣成立修械所，同年5月，在河北省饒陽縣大官亭村合並入人民自衛軍深縣修械所和河北遊擊軍肅寧修械所，擴編為冀中軍區供給部修械所。
至1938年底，晉察冀根據地修械所已發展到8個。其中冀中軍區供給部修械所擁有機床數十台，職工近千人，是根據地最大的修械所。此外，還收編了國民黨軍撤退時留散的幾個修械所，如北嶽區收編了晉綏軍新編第二師修械所、河北遊擊軍十路軍(趙玉昆部)修械所；冀中區收編了獨立第一師(高順成部)修械所等。
1938年10月武漢失守後，抗日戰爭進入戰略相持階段。中共六屆六中全會對鞏固敵後抗日根據地、加強兵工建設、解決彈藥補給等作了決定，晉察冀軍區根據「在敵後必須大力發展軍事工業」的精神，加速兵工建設。1939年初，軍區供給部從第一、第三軍分區修械所抽調力量招收新工人，在河北淶源縣組建了五畝地修械所，在唐縣組建了大石溝修械所。
1939年4月，以劉再生任部長、楊成任政委的晉察冀軍區工業部在河北省完縣神南鎮成立，統一管理全區各部隊修械所。經過調整編為工業部直屬的六個修械所。翌年9月，邊區制造所也劃歸軍區工業部領導。1940年至1941年又新組建了幾個兵工廠。為適應戰爭形勢和保密需要，從1940年起，將修械所改為連隊，一個連隊就是一個工廠。至1941年底軍區工業部已發展為11個連隊、一個化工廠和一個工礦隊規模。按照「集中領導、分散經營、小型配套」的原則，13個單位分布在河北省的唐縣、完縣、曲陽、阜平、平山、易縣和山西五台等深山農村中，形成了北、中、南三個生產基地。
1942年和1943年，由於日軍大規模地頻繁「掃蕩」，實行殘酷的「三光政策」，根據地進入最困難時期。面對困難，軍區工業部響應中共中央「咬緊牙關，度過困難」的號召，帶領全體兵工戰士，在逆境中力求發展，奮勇前進。經過整風和「精兵簡政」，對所屬連隊工廠進行了調整，擴編了新的連隊和化工廠，使兵工隊伍更加精幹，尤其在技術上突破難關，使武器彈藥生產得到了新的發展。
1944年抗日戰爭進入局部反攻，晉察冀根據地得到恢復和擴大。同年9月，晉察冀軍區以北嶽區為基礎成立了冀晉．、冀察兩個二級軍區，冀東區改為冀熱遼區，加上冀中區共四個二級軍區。為適應新的形勢，軍區工業部以所屬工廠為基礎，分別成立了冀晉、冀中、冀察和工業部直屬四個兵工生產管理處，在冀熱遼區成立了冀熱遼軍工處。除直屬處外，均實行以二級軍區為主的雙重領導制。每處下設3至5個工廠，各自形成了能生產子彈、炮彈、工兵炸藥的二級軍區配套生產新布局。至1945年抗日戰爭勝利前夕，共有工廠20個，職工5000余人(不含各軍分區小型修械所)。
