工作上互相配合：一个作战略谋划，一个作实施方案
作为一名军事理论家，左权对司令部的工作有自己的见解。1938年3月，他在第二战区东路军将领会议上发言说，司令部是指挥员指挥军队的机关。它的主要使命是：拟定战斗(战役)的计划号令；组织关于保障首长人员下达适应情况之决心和顺利实现此决心之方案。因此，“不应把司令部的工作束缚于‘等因奉此’，而应保障在战斗(战役)前、战斗中和战斗后多方情况的收集与研究，保障对军队的不断指挥，组织顺畅的通信联络，统一各种专门性的勤务机关与战斗部队的协同，这都是保证顺利实施灵巧机动的重要事项”。
左权把这一理念贯穿于八路军总部的工作实践中。作为副参谋长，左权对彭德怀十分尊敬，总是竭尽心力，为他分担重任。从指挥军事、侦察敌情、筹划粮草到宣传接待、总结经验等，事无巨细，他都揽在自己肩上，使彭德怀从繁忙的军务工作中解脱出来，有时间、有精力考虑军政战略。为了能使彭德怀的战略意图、战役计划得到准确贯彻，左权总是先和彭德怀切磋运筹，然后精心计划，精确计算，无不细致周到。彭德怀对于左权这样一位既有军事理论素养，又有实战经验的军事人才，是十分信赖的，对他也倍加尊重和爱护。他们之间，不仅在战略方针和作战计划上合作愉快，而且在具体的战役、战斗中，也配合得天衣无缝。
百团大战就是他们精诚合作的杰作。
百团大战的部署是两人分工合作共同完成的。1940年夏秋，日军在华北地区实行以“铁路为柱、公路为链、碉堡为锁”的“囚笼政策”，加紧推行“肃正建设计划”，企图分割、封锁、摧毁华北各抗日根据地，巩固其占领区。为了打破敌人的“囚笼政策”，彭德怀设想发动一次大的“破击”战役，给敌人以重创。7月，左权带着彭德怀的战略意图到一二九师师部搞调研。听过大家的议论后，左权说：“彭德怀要我到这里来，正是为和大家商量这件事，他有个想法，由荣臻和伯承同志再次协力，从南北两面对正太路来个大破袭，打通晋察冀和太行区的联系。”7月22日和8月8日，由彭德怀和左权共同署名，八路军总部相继下达了关于侦察工作和破坏战术的详细指示，要求对每一个攻击目标都要经过侦察，作出计划。对需要特殊破坏技术的水塔、隧道、桥梁，还要求派出便衣组，配以技术人员出动，以计算药量和作业。彭德怀和左权决定：总破击的时间为8月20日20时。20日20时整，各兵团按预定时间发起攻击。各路指战员如猛虎下山，迅速扑向敌人控制的据点、车站、桥梁、碉堡。枪炮声、爆炸声，响彻了正太路、同蒲路、平汉路等交通线指定地段的上空。
百团大战的名字是彭德怀、左权共同决定的。大战打响后，两人一夜没合眼，等待着前线的消息。8月22日午后，彭德怀和左权再次到作战室听取战况。作战科长王政柱汇报实际参战兵力：正太路30个团，平汉线卢沟桥至邯郸段15个团，同蒲线大同至洪洞段12个团……共计105个团。王政柱话音刚落，左权说：“好！这是百团大战，作战科要仔细查对确数。”彭德怀说：“不管是一百零几个团，就叫百团大战好了。”彭德怀和左权当即一起拟电发各兵团，并报中央军委，将此次破袭战役定名为百团大战。
在大战的关键战斗中，彭德怀和左权两人是齐心协力的。在战役的第三阶段，10月29日晚，彭德怀发出于次日凌晨4时发起关家垴战斗的命令。关家垴是一块三面都是断崖的高地，只有一条很窄的坡路通向顶端。当晚，日军冈崎大队乘夜摸上了关家垴。敌人凭借靠垴顶的窑洞顽抗，八路军指战员冒着敌人飞机的投弹扫射和由垴顶倾泻的火力艰难地向上冲。彭德怀把总部特务团的警卫连也投入了战斗。对于在这样一个危险地段，要不要发起这场战斗，部队干部有不同看法。左权知道，这将是一场恶战，改变作战计划已不大可能，在紧急关头，他坚决支持彭德怀的命令，下令说：“指挥所的同志全部向前推进，犹豫等于死亡！”依靠顽强与勇敢，八路军终于将武器优良的冈崎大队歼灭过半。
在百团大战中，八路军总计进行了大小战斗1824次，毙伤日军20645人、伪军5155人，拔除日伪军据点2993个。破坏铁路474公里，公路1500余公里，桥梁、车站、隧道等260余处。大战的胜利，体现了彭德怀、左权高超的指挥协调能力，连北平日军的报纸也说，“此次华军出动之情形，实有精密之组织”。
