此战最大的争议之处就在于:面对据险死守的日军520余人一个支队，八路军动用了3个团阻援，8个团围攻2天2夜，付出重大伤亡后，虽然歼敌400余人但仍有100余日军等到了援军，等八路军全线撤离后，这股日军成了漏网之鱼。
1940年10月30日，八路军在彭总的亲自指挥下，调动了129师及山西决死队两个团，并出动了八路军总部特务团，共计9个团的兵力，一万余人，在山西省武乡县蟠龙镇以东的关家垴的小村庄，对不到600人的日军冈崎大队进行了猛烈的攻击，经过三日夜血战，以牺牲接近600人，总伤亡2100余人的代价，消灭日军冈崎中佐以下500余人，日军在援军的接应下约有100人左右突围而逃。
作者：胡显达在《亮剑》中，折射了这样一个历史细节：772团在关家垴围歼冈崎大队时，在整连整排几乎拼光的情况下，129师师长刘伯承、386旅旅长陈赓与在撤与打的问题上，与八路军副总司令彭德怀发生了激烈的争执。
回顾抗日战争，发生在1940年的关家垴之战颇有争议，八路军以绝对优势兵力包围数百日军，激战两天，没能全歼鬼子，八路军伤亡较大，这也是彭德怀元帅军事生涯中的一大憾事。八路军由于武器装备太差，不到万不得已，不会和日军打阵地战，在运动战中偶尔硬碰硬打一下，也都赢了。
关家垴之战，八路军腹背受敌，但彭德怀还是决意拿下关家垴。刹那间，在华北5000里交通线上，八路军105个团、20余万人全线出击，扑向日军控制的车站和据点，枪声、爆炸声响彻华北，威震中外的“百团大战”打响了。
抗日战争时期，八路军在华北敌后发动一次大规模进攻和反“扫荡”战役，沉重打击日军的嚣张气焰，极大提高共产党和八路军的声望。这场战役，就是著名的“百团大战”，八路军部队10个团，约20余万人参战。关家垴战斗，是百团大战中规模和影响最大的进攻作战，打得尤为激烈惨痛，无数英雄战死此处。
