抗日战争时期，留守陕北担负保卫陕甘宁边区和中央安全任务的军事协调机构。1937年8月，洛川会议后，八路军主力开赴抗日前线，中央仍留在陕北。中央军委决定成立八路军后方留守处，将留驻陕甘宁边区的八路军第一一五师炮兵营、辎重营，第一二○师第三五九旅第七一八团、特务营、工兵营、炮兵营、辎重营，第一二九师第三八五旅旅部和第七七○团、特务营、工兵营、炮兵营、辎重营等边区部队，统归八路军后方留守处领导和指挥，萧劲光任主任。留守处下辖东、西两个地区留守处：以神府、靖边、安定（今长子）、志丹、肤施（今延安）、甘泉、鄜县（今富县）、洛川等县划为东地区留守处，陈伯钧任主任；定边（今定县）、盐池（今盐县）、环县、庆阳、合水、正宁、栒邑（今旬邑）、淳化划为西地区留守处，王宏坤任主任。11月，为加强黄河河防，成立五县（绥德、葭县、米脂、清涧、吴堡）警备区和神府、两延（延川、延长）河防司令部，统归后方留守处指挥。12月，除第三八五旅旅部和第七七○团外，其他部队统一编为警备第一至第八团。1939年4月，中央军委决定将陕甘宁边区保安司令部及其所属地方部队统归八路军后方留守处指挥。8月，八路军后方留守处改称八路军留守兵团，萧劲光任司令员兼政治委员，曹里怀任参谋长，莫文骅任政治部主任，成立关中警备司令部。10月，第三五九旅从晋察冀边区返回陕甘宁边区，担负绥德警备区防务。12月，五县警备区改编为警备第一旅。1941年5至8月，八路军留守兵团先后进行了两次整编，整编后下辖第三五八旅、第三五九旅、警备第一旅、关中警备区、陕甘宁边区保安司令部、警备第一团、第五团和骑兵团。1942年6月，八路军留守兵团划归陕甘宁晋绥联防军司令部指挥。9月，留守兵团司令部与联防军司令部合并，但对外仍保留留守兵团番号。