7月14日，毛泽东派周小舟给阎锡山送亲笔信。这时，抗日战争已经全面爆发。毛泽东在信中分析了全国局势，再次表示了共产党的抗日决心，并提出与阎锡山商谈进一步合作抗日的办法。7月 28日，阎锡山函复毛泽东，说："周小舟君抵晋，持诵大札，并还及先生抗日主张，至为敬佩。国事危急，非集合全国人力不足以度此难关，愿与先生同赴国难也。"7月31日，阎锡山会见彭雪枫，表示："从今日始，你可以用红军和中共中央代表的名义，公开进行活动。"
在确立了合作抗日的统一战线后，对如何具体落实红军入晋抗日问题，双方又进行了多次洽谈。对于红军改编为八路军向山西开进，建立抗日根据地的建议，阎锡山表示赞成。他要彭雪枫转告毛泽东，请求红军会合晋军一个集团军，在五台山周围建立根据地。
1937年10月下旬，阎锡山向毛泽东等提出"在不利情况下，两军团结一致，用游击战争坚决抵抗日寇进攻之方针"。毛泽东通过彭雪枫作了答复，并向阎锡山详细提出了开展游击战争的战略原则和具体部署。阎锡山表示赞同毛泽东的建议，同意八路军分别以五台山、管涔山、太行山、吕梁山等为依托，开展广泛的敌后游击战争。
1938年1月，阎锡山参加蒋介石召集的军事会议。到汉口，他嘱告山西驻汉口办事处负责人等几个亲信，筹划在汉口办一日报或杂志，用以宣传抗日战争，壮大自己的力量，扩大影响。4月1日，《自由中国》杂志问世。在延安的毛泽东应约为该刊题词："一切爱国人民团结起来，为自由的中国而斗争。"
临汾失守后，阎锡山对抗战逐渐丧失信心。
1939年12月，阎锡山挑起了反共的"晋西事变"，毛泽东等一直采取了克制态度，多次指示"不公开刺激阎锡山"。事变发生后，1939年12月20日，毛泽东指示彭德怀前往秋林，当面向阎锡山讲明利害关系，做调解工作。
1940年2月23日，毛泽东起草致国民党第二战区司令长官阎锡山的信，表示愿意和平解决山西发生的磨擦事件，并告知派肖劲光和王若飞前往谈判。离开延安时，毛泽东把信交给肖劲光，并对肖劲光和王若飞说：
