1937年，国共两党第二次合作抗日，中国工农红军改编为八路军，林彪担任八路军115师师长，聂荣臻为副师长，罗荣桓为政训处主任，115师辖两个旅，343旅与344旅。陈光任343旅旅长，徐海东任344旅旅长。林彪、聂荣臻、罗荣桓后来是开国元帅，徐海东则是开国大将。

115师初战平型关，陈光的343旅是绝对主力，歼敌1000多人，打破日军不可战胜的神话。

1938年3月1日，林彪因身穿缴获的日军黄呢子大衣遛马时，不幸被友军阎锡山部的哨兵开枪误伤，子弹直接打穿肺部，停在了一根肋骨上。这是林彪此生唯一一次中枪，也是非常严峻的一枪。

延安派了我军最好的大夫傅连暲为林彪治疗，虽然保住了林彪的性命，但还必须去苏联进行进一步的治疗。

谁来接替林彪115师师长的位置，成了当务之急。副师长聂荣臻当时已到了晋察冀，代师长的候选人只有罗荣桓和陈光两人。

毛主席及中央军委的意见是罗荣桓代理。因为情况紧急，远在太行山的八路军总部的朱德、彭德怀则在未请示中央军委与毛主席的情况下，决定让陈光代理。毛主席最后同意了八路军总部的意见。

就这样，陈光之后担任了5年多之久的115师代师长。这是陈光第2次代理林彪的军职。

陈光代理115师师长后指挥的第一个大战是广阳战争，陈光343旅和陈赓386旅联手歼灭日寇千余人。自身损失只有300余人，战果不亚于平型关。

1938年3月，陈光、罗荣桓率115师343旅在山西的大宁以西午城、井沟一带，机动作战五昼夜，共歼敌千余人。

4月，陈光率115师转移到汾阳、孝义开发吕梁山根据地。从9月14日至20日连续在薛公岭、油房坪、王家池3次伏击敌人，三战三捷。共毙伤日军1200人，粉碎了日军西渡黄河，进犯陕甘宁边区的妄想。

1938年春，陈光、罗荣桓率115师一部挺进山东。5月，八路军第1纵队成立，司令员徐向前，朱瑞任政委，统一指挥山东及苏北八路军。

此时，在山东的武装力量，既有八路军山东纵队，115师部队，也有于学忠的正规军，还有遍地的土匪和地方武装，可以说是一个根据地“五国演义”，军事力量非常复杂。山东纵队张经武、黎玉麾下有4万余人，东进抗日挺进纵队萧华麾下有334旅一部和孙继先129师津浦支队共2万余人，陈光、罗荣桓麾下有115师师部和685团8000人。情况错综复杂，在短时间内难以将各方抗日武装力量完成统一，如果整合力度过大，容易发生纷乱，产生冲突。统一山东抗日武装力量是一个需要时间的问题。

所以无论是徐向前、朱瑞、张经还是黎玉，都是按照稳当的策略在推进整合。最终传到罗帅手里，水到渠成完成了山东武装力量的统一。

陈光在山东指挥的第一次大的战争，是陆房突围战。这场战争后来始终和陈光的名字连在一起。当时，罗荣桓去东汶支队检查工作不在师部，陈光理所当然负起指挥责任。正是因为陈光前期指挥失误，把部队及地方工作人员带进了陆房盆地，被日军包围。才有了陆房突围战。陈光在突围战中的指挥也远远算不上成功，事后受到颇多指责，甚至可以说是备受非议。终其一生，陆房突围都是他的负资产。在1950年陈光蒙冤时，给他所列出的五项罪名中，第一条就是在陆房战争中存在严峻的指挥问题，让115师蒙受了重大损失。

实际上陆房突围战的战果并不差。平型关大捷我军伤亡600余人，日军伤亡千余人，八路军和日军伤亡比约为1:2。陆房突围歼敌1300余人，我军伤亡仅300余人，八路军和日军伤亡比是1:4（其中包括敌军官50多人）。第一突围战远比伏击战要难打，并且平型关主要消灭的是日军辎重部队，而陆房战争消灭的是实打实的战争部队。对比可知，陆房突围战的战绩甚至远超平型关，堪称现代战争史上突围战的经典战例。

正因此，本次战争的胜利当时震动全国，中国军民无不欢欣勉励。重庆方面也作出积极反应，蒋介石亦致电朱德、彭德怀表示“殊堪嘉勉”，等于变相承认了八路军115师在山东的合法地位。在此之前，由于115师东进没有得到重庆方面的许可，有关部门不予承认，其地位非常尴尬，对外一直冠以“东进支队”番号。

那为什么后来我军对于这场经典战争很少宣传？作为115师代师长的陈光不但没有受到褒奖，反而备受非议呢？

主要有两个原因。一是此战伤亡虽然只有300余人，但损失的都是我军的精华，该团是参加过彭德怀领导的平江起义的，牺牲的不少人是身经百战的老红军。最精锐的一个骑兵排也全部牺牲。同时非战争人员还有不少损失。另有200多匹骡马及大量辎重均落入敌手。

最关键的另一个原因是陆房战争从凌晨5时打到下午5时，115师尖兵2营坚持了12个小时，而其他部队也打了8、9个小时。但是，战争刚开始陈光就昏迷了，可能是因为身体原因，或者过于紧张。醒过来后从上午10时就不见了，直到下午4点多，陈光出现在师部，和王秉璋分析敌情，制定下一步作战计划。中间这6个小时，作为部队灵魂的他去了哪里？这成了陈光日后被人诟病最多的一个疑点。

陆房突围战之后，各级指战员怨气很大，众说纷纭。罗荣桓在批判陈光错误的同时，大量地做了部队的思想工作，千方百计维护陈光的威信。他指出，陆房突围粉碎了日军围歼我军的计划，大量杀伤了敌人，是胜仗，不是失败。

随后的梁山战争，陈光与罗荣桓共同指挥打了个翻身仗。消灭日军长江敏田大队，缴获了日军几门大炮，因为部队打游击，不便带走，陈光指示杨勇一定要收藏好，千万不要搞丢了。杨勇把炮拆开藏到老乡家。部队转移后，还是被日军搜出来了。陈光因此大发雷霆，砸杯子、砸碗，大叫要严惩杨勇。罗荣桓、黎玉、朱瑞这些同僚谁劝都不行。罗荣桓只得请肖华夫人王新兰出面，这才给杨勇讨了个情。肖华，王新兰和陈光多年革命友谊深厚，后来听说陈光出事的消息一整天都没说一句话。

陈光这样暴烈的性格，自然不太讨人喜欢。事实上陈光在军旅生涯中多次和上司，同级及下属发生矛盾，均和他的性格有关。

陈光在山东的第二次重大失误，是与朱瑞的矛盾影响了山东八路军形成统一战争力。陈光不但公开嘲笑朱瑞“不会打仗”，与黎玉关系也不怎么样。1940年2月桃峪会议后，山东根据地开始整军。此时，朱瑞是军政一把手，陈光是115师军事主官，朱瑞与性格火爆的陈光分歧不断扩大，罗荣桓甚至建议延安任命徐向前、朱瑞来当115师的师长和政委，陈光当副师长，自己回延安。但主席支持罗荣桓，先后调走了张经武、朱瑞、徐向前。最终山东实行“一元化”，由罗荣桓执掌，陈光也被调回延安学习。

陈光这个代师长当了五年，最终也没有转正，也可以充分说明各级对陈光的评价了。

罗帅接手后，山东形势开始好转。引用一下毛主席1962年的评价：“山东只换上一个罗荣桓，全局的棋，就都下活了！”

饶是有所微瑕，陈光在抗战期间仍旧当得起猛将之名。他奇招迭出，各种花样打鬼子，装备比敌人差，那就利用地势打，正面敌人战争力强，那就打鬼子的后勤，白天有鬼子飞机，那就夜袭，打的鬼子伤亡惨重。更过分的是，有次他带着千把号人，强行歼灭了一个大队的鬼子，这个战绩说出来都没人信。事后中央是这么评价的“制造了在兵力相当、装备处于劣势情况下，全歼日军一个大队的榜样战例。”日本人被他打出了恐惧症，专门出通知——陈光部作战研究，意思很明显，看到他躲远点，后来延安总结抗战经验，发觉我军一次战争歼灭日军千人以上的战争共八次，其中有5次，要么是陈光参与的，要么就是他指挥的！

陈光调回延安开七大时，主席出于五湖四海的考虑，把井冈山出身的老同志陈光和李井泉从中央候补委员的名单中撤了下来。李井泉毫无怨言，表示听从组织安排。而陈光却公开表示不满，还对大会的其他安排表达了意见。毛主席对这位井冈山会师时的连长毕竟是了解的。他知道他性格耿直，打仗一把好手，做事缺乏考虑。经过调查，主席给陈光回了封信，称：“你的意见我是了解的。有些意见是对的。你在山东执行的路线有些是对的。‘七大’要开成一个团结的大会，胜利的大会，相信你能致力于开好这次大会。意见可以会后交换。”陈光接信，释然于怀，并将书信一直收藏在贴身衣袋里。七大以后，毛泽东果真践诺，特地邀请陈光和夫人史瑞楚一道来家中作客，同他们进行了亲切交谈。毛泽东对陈光参加革命以来所作出的贡献给予了高度评价，并对以后的工作进行了很多指示和嘱托。通过此事，可以看出陈光虽然在战场上威风八面，下了战场在政治上和与人交往上都不够成熟。