1937年，阳泉、太原相继沦陷后，华北正规战争阶段基本结束，阳泉全境开始了长期抗战的局面。
从1937年11月至1938年上半年，阳泉地区党组织配合八路军第一一五、一二〇、一二九师三大主力部队，在正太铁路、平辽公路沿线为界的敌后山区，实施分片建立敌后抗日根据地的工作，相继在阳泉地区开辟了四块敌后抗日根据地。
盂县抗日民主政府办公旧址
盂县抗日根据地。1937年10月下旬，以刘道生为首的八路军工作团在盂县建立起了中共盂平阳寿榆五县特委，刘道生为书记，王达成为副书记兼组织部部长，李关慈为宣传部部长，并组建了五县游击大队，初步开辟了盂县抗日根据地。11月上旬，五县特委针对盂县的抗日斗争形势相继在盂县西烟、南社、上社等50个村建立了党的支部，党员发展到了547人。12月，以陈宜胜为书记的中共盂平阳寿中心县委在盂县范围内分别以城关、牛村、西烟和上社为中心建立了4个区委。1938年1月，正式建立了盂县抗日民主政府，刘鸿达任县长，设教育科、财政科、司法科、公安科和秘书科，下设4个区，并对160个编村进行改编，建立了抗日村政权以及盂县工人、农民、妇女、青年等各界抗日救国会，盂县抗日斗争进入了一个新阶段。
平（定）东县抗日根据地。1937年11月下旬，平东县抗日政府是在八路军第一二九师三八五旅七六九团陶伦贤、孔庆德所带两个连的帮助下建立起来的，辖平定以东测鱼、石门、未会、沿庄一带。1938年2月，中共冀晋特委为开展平定、井陉一带抗日工作，以周璧、石岐、李震3人组成了中共平（定）井（陉）工委。同月，平井工委组建起了以石岐为书记的中共平（定）东县工委。
平东县抗日政权成立后不到三个月，因县长高九成的叛变投敌而多次遭到破坏，抗日根据地的创立几经曲折。直到1938年5月，在八路军第一二九师三八五旅政委谢富治派出的由王谦、白伟章等4人组成的八路军工作团帮助下，平东县政权才逐步得以稳固。之后，平东县工委改为平东县委，由刘振华任书记。县委成立后与刚刚恢复的县政府工作人员深入到平（定）井（陉）公路沿线各村庄发展党员，建立党的基层组织，进一步扩大了根据地。到1938年10月底，平东县委先后在瓦岭、营庄建起一区和二区两个区委。随着县政府机构的健全，组建起了抗日群众武装“正太沿线游击队”，下设3个中队，共400多人。10月，又成立了县警卫队，设3个中队共200余人。从此，平东县抗日局面基本打开。
平（定）东抗日根据地纪念馆
平定（路北）县抗日根据地。1937年11月，盂平阳寿四县中心县委第一次在盂县组建了以郭梦秋为书记的中共平定（路北）县工委。随后，中共平定（路北）县工委一行13人从盂县返回平定（路北）开展工作，当晚即在河底村三官庙成立了平定（路北）县抗日政府，任命刘鸿达为县长。抗日政府成立后，以河底、荫营一带为中心开辟抗日工作，动员青年参军。12月，中共平定（路北）县工委撤至盂县上社后暂时停止了活动，但仍留共产党员王培效回到家乡巨城，以“新记”杂货铺为掩护，先后建起3个党小组，秘密发展党员20余人，并建立了由中心县委到巨城的秘密交通线。
中共平定（路北）县工委和抗日政府办公旧址
1938年1月中旬，八路军第一一五师三四四旅奉命由山西挺进山东途经平定（路北）县时，派出部分干部战士深入河底、庄头、麦家岩、郝家庄一线南北各村，积极协助盂平阳寿中心县委开展抗日工作，有力地打击了当地的顽固势力。3月，中心县委再次派出十几名干部返回平定（路北）县麦家岩、郝家庄与王培效等第二次开辟平定（路北）县根据地，重新组建起了中共平定（路北）县工委，书记郭梦秋，同时还成立了平定（路北）边区公署，区长王树仁。同年7月，平定（路北）县工委改称为中共平定（路北）县委，梁晋平任书记，撤销了平定（路北）边区公署，成立了平定（路北）县佐公署，下设公安局、民教、实业、财政等科室及军用代办所，史星三任县长，驻地郝家庄。随后根据地各项建设工作在平定（路北）县各村先后展开。
平（定）西县抗日根据地。1937年12月，八路军第一二九师派出干部王鼎新、李谦恭、冯泰镇等人回到平西广阳镇，以八路军工作团的名义组建起中共平（定）西县工委和抗日临时政权平（定）西县办事处。1938年2月，平西县工委改组为中共平西县委，平西县办事处也同时改组为平西县抗日政府。平西县委、县政府还在秦赖支队的帮助下，组建起平西县抗日游击队。3月下旬，平西县委、县政府又以寨坪、上龙泉为中心建立起一、三两个区委。
平（定）西抗日根据地纪念馆
1938年5月，为适应斗争形势，中共晋冀特委将昔阳西的一部分地区划归平西县，成立中共平（定）昔（阳）西县委，杨稚葳（女）为书记，驻地广阳，下属4个区委，除原平西县的一、三两个区外，新划入的昔阳西部乡村又分别以黄村、马家庄为中心设立了二、四两个区委。随着抗日根据地的逐渐巩固，平昔西县基层党组织也由初期的6个支部发展到51个，党员总数从100多人增至1289人。
到1938年9月，阳泉四个抗日根据地党组织在八路军主力部队的配合下，广泛发动当地群众，全面展开创建敌后抗日根据地的工作，有效推动了抗日游击战争。