1937年2月上旬，周恩来、叶剑英作为中共全权代表，在西安同国民党代表顾祝同、张冲、贺衷寒展开首轮军事谈判。我方最初方案是将陕北红军拟编为十二个师，四个军，以林彪、贺龙、刘伯承、徐向前为各军军长，组成一路军，设正副总司令，朱德为正，彭德怀为副，军饷按中央军待遇。最终双方商定陕北红军主力改编为国民革命军第八路军，下辖三个师。

115师主要由红一方面军，也就是历经长征的中央红军改编而成，师长林彪；120师主体为红二方面军，由贺龙担任师长；129师以红四方面军部队为基础组建，师长刘伯承。

三支红军主力统一接受国民政府番号，奔赴华北抗日前线。八路军总计四万余人，虽然编制规模远低于中共最初提出的方案，但实现了国共军队协同抗日的目标。