1937年8月25日，中共中央軍委命令：以紅一方面軍為主，整合紅十五軍團及陜南紅74師等部，組建第115師，全師編制1.55萬人，是八路軍中兵力最雄厚、裝備最精良的師級單位。

115師作為八路軍“尖刀”，首要任務是開辟華北敵后戰場，配合正面戰場作戰。其首戰平型關（1937年9月25日）殲滅日軍千余人，打破了“日軍不可戰勝”的神話，極大提振了全國抗戰士氣。到1937年12月時，具體各級領導成員等情況如下：

一、師部領導成員

師長：林彪（1937年8月25日任命）

政治委員：聶榮臻（1937年10月由副師長改任）

參謀長：周昆（1937年8月任職，1938年3月失蹤）

政治部主任：羅榮桓（1937年10月恢復政治機關名稱后任職）

師獨立團：團長楊成武（當時才23歲），非國民政府核定編制，實為“自建團”。

師屬騎兵營：營長劉云彪

師直屬炮兵營、輜重營，后留守陜甘寧，未赴前線。

二、師部機關

司令部：

作戰科科長：王秉璋（1938年3月任參謀處長，代行參謀長職責）

偵察科科長：蘇靜（原名蘇孝順）

管理科科長：石新安

政治部：

組織部部長：黃勵（1939年3月正式任命，1937年12月實際負責）

宣傳部部長：肖向榮

鋤奸部部長：朱滌新

民運部部長：潘振武

供給部部長：鄺任農

衛生部部長：戴正華

三、主力作戰部隊

（一）第343旅（紅一軍團血脈）

旅長：陳光

政委：蕭華

副旅長：周建屏（1937年任職，1938年6月病逝）

參謀長：陳士榘

下轄團：

第685團（前身為葉挺獨立團，紅軍核心主力）：

團長：楊得志（當時26歲）

政委：吳文玉（即吳法憲）

補充：在1938年4月的各級領導成員名單中增加了：副團長梁興初，參謀長彭明治，政治處主任王鳳鳴。

第686團：

團長：李天佑（當時23歲）

政委：楊勇（當時24歲）

補充：在1938年4月的各級領導成員名單中增加了：參謀長彭雄，政治處主任曾思玉。

補充團（1937年12月組建）：

團長：鄧克明

政委：符竹庭

補充：在1938年4月的各級領導成員名單中增加了：參謀長劉德明，政治處主任楊忠。

（二）第344旅（紅十五軍團血脈）

旅長：徐海東

政委：黃克誠

參謀長：盧紹武

下轄團：

第687團：

團長：張紹東（1938年2月叛逃）

政治委員：崔田民

補充：在1938年4月的各級領導成員名單中調整為：團長田守堯，政委趙凌波

第688團：

團長：陳錦秀

政治委員：劉震

補充：在1938年4月的各級領導成員名單中調整為：團長韋杰，副團長譚健，參謀長張池明。新成立了第689團：團長韓先楚，政委崔田民，政治處主任黃惠良。

四、山東地區抗日武裝（歸115師指揮）

1.山東人民抗日救國軍第3軍

軍政委員會主席：理琪

副主席：呂志恒

政治部主任：林一山

2.山東人民抗日救國軍第5軍

司令員：廖容標

政治委員：姚仲明

副司令員：馬耀南

政治部主任：趙明新

3.八路軍魯東游擊第7支隊

司令員：馮國祥

政治委員：鹿省三

參謀長：孫漢三

政治部主任：王誼之

4.八路軍魯東游擊第8支隊

司令員：馬保三

政治委員：張文通

副司令員：韓明柱

政治部副主任：李文

5.第10支隊

司令員：張維翰

政治部主任：王幼平

6.人民抗日救國軍

司令員：劉景良

軍政委員會委員：邢仁甫

政治部長：周硯波

八路軍第115師后續在1937-1938年期間，進行了三次分兵：

聶榮臻率獨立團創建晉察冀軍區（華北野戰軍前身）；

陳光、羅榮桓率343旅入魯組建山東軍區（后為東北野戰軍）；

黃克誠率344旅南下成立新四軍第三師（后為第39軍）。

至抗戰結束，115師血脈覆蓋四野、三野、華北野戰軍三大主力，成為人民解放軍“種子部隊”。