提起1940年百团大战期间的关家垴之战，至今仍然令人痛心。此战中，敌我双方的伤亡数字是个无法回避的问题，也是多年来争论关家垴战斗成败的焦点之一。

关于日军损失，129师在1940年10月31日的电文里称：“日军伤亡五百余人，遗尸百余具”。随后的第240号战报，给出了更详细的数字：“敌遗尸二百八十余具，另以火药焚烧人灰三堆，约五十余人。据挖出死尸得知，内有大尉军官二人，中尉军官四人，少尉军官一人，另俘日伤兵二人，缴获步枪七十支，掷弹筒九个，子弹，军用品一部，战马十余匹”。这个数字，被后世史学界广泛引用。1940年底，129师在《129师百团大战总结》中称，“毙伤敌四百名以上，我军也有伤亡，我十旅长范子侠同志也受伤”。日军在《独立混成第4旅団第2期晋中作战》中称：“阵亡50人，伤99人，被俘2人”。按照这种说法，冈崎支队只损失了不到三分之一的人马，又如何能最终被逐出关家垴垴顶，被压缩到山腰那排窑洞困守呢？此外，还有一个流传广泛的日方版本，称“生还者关家垴61名，柳树垴上142名”，以此计算约有300多日军被击毙，这个版本与中方数字较为接近。关家垴上仅剩61名日军，这也符合日军残部被逐出垴顶，退守窑洞的逻辑。日军的伤亡数字莫衷一是，八路军方面伤亡情况则更是疑云重重。根据八路军百团大战战报235号，此战伤亡新10旅旅长范子侠以下600余人。后世主流的战史书籍基本都引用这个数字。

但是，直接参加关家垴战斗的八路军多达8个团，总人数上万人。如果仅仅伤亡600余人，是否会让刘伯承、陈赓等久经战阵的名将发生动摇？为此多次要求撤围另寻战机，而不惜与彭德怀发生争执？以至于彭德怀发出了“撤销番号”、“杀头”之类的威胁？这从逻辑上，无法说通。仔细琢磨伤亡600余人这个数字的出处，便可发现它出自129师10月31日的电文。此时关家垴战斗并未结束，战场统计肯定并不完全，况且在其后的激战中，八路军又付出了沉重代价。加之总部特务团并不属于129师战斗序列，因此完全有理由相信，600余人这个数字并不完整。除了伤亡600余人这个主流数据，陈赓曾回忆说，此战八路军伤亡2000余人。近年以来，随着研究的深入，关于伤亡数字又出现了一些新的说法。据八路军太行抗战纪念馆研究部主任郝雪廷介绍，在关家垴和峰垴各有一个烈士墓，当初收埋烈士遗体的百姓们说，每个烈士墓埋有1000多烈士的遗骸，而且战后还有部分重伤员因伤重不治牺牲。《解放军报》曾刊登武乡当地退伍军人张晋祥的信，信中提到八路军伤亡数千人，有烈士上千人。由此可见，在武乡当地，对关家垴战斗八路军伤亡数字是有不同看法的。而要想了解参战八路军的实际伤亡情况，只能从各团的战史及公开出版物中寻找蛛丝马迹了。386旅的头号主力772团，日后发展成了13军37师109团。该团在战史中称关家垴战斗全团伤亡200余人。而《13军传奇》中称，此战该部仅1营就伤亡180余人。这个说法得到《步兵第37师简史》的部分印证，“第1连与敌肉搏四次，只剩下三人仍坚持战斗”。1营伤亡如此惨重，那么其他两个营呢？《13军简史》称，772团在各连队战斗兵大量减员的情况下，曾两次集合排以上干部和机关干部参加冲锋。如果全团仅伤亡200余人，至于使得连队战斗兵缺乏，需要两度集合干部参加冲锋吗？关于16团的伤亡，目前没查到确切数据。《步兵第三十七师简史》称百团大战第3阶段，16团和772团总共伤亡350余人。如果剔除109团战史中所称的伤亡200余人，那么16团百团大战第3阶段只伤亡100余人。但是，16团在关家垴从头打到尾，伤亡真会如此小吗？新10旅28团的伤亡数字同样无从考证。该团在关家垴只攻了一次就撤下来充当旅预备队，伤亡和其他团相比，应该并不大。时任769团1营营长的李德生在回忆录里称，1营在通过小路进攻时伤亡很大，以至于他的战斗决心产生动摇。另外，该团1、3营都参加了31日下午总攻时的18次冲锋。此战后，陈赓对接任该团参谋长的何正文说：“战斗进行得很残酷，769团打得很艰苦，损失较大，短时间内不易恢复”。那得多大的伤亡，才能让一个主力团短时间恢复不了元气呢？总部特务团日后发展成了31师一部。根据《第三十一师抗日战争第三次国内革命战争史》所说，特务团2、3营和团直在关家垴战斗中付出很大的代价。战后该团从13个步兵连、1个机枪连缩编为9个连。总部特务团参加百团的兵力是3000多人，算起来每个连得有200人左右，缩编掉4个连，伤亡减员至少700到800人。据团长欧致富回忆，该团在百团大战中没有经历过大战斗，只有团直和2营、3营参加了广志山战斗，此战伤亡仅40余人，也就是说大多数伤亡来自关家垴战斗。八路军的伤亡总数，决死1纵队的25、38团占了相当大的比例。在百团大战前，这两个团都是齐装满员的大团，分别有2200人和2600人。在百团大战中，38团又补充了3个新兵连，因此这两个团参加百团大战的兵力总数达5000人以上。

但是关家垴战斗后，两个团包括团机关人员在内，各只剩200余人。也就是说，这两个团在百团大战三个阶段中，共减员4600人左右。根据《决死第1纵队部队发展史》，25、38团在百团大战1、2阶段阵亡近500人，伤1500余人。二者相减，这两个团在第三阶段减员2600人左右。关家垴战斗前，25团在温庄阻击战中损失很大，伤亡400余人。因此25、38团在关家垴战斗中损失在2200余人左右。这个估算数字得到了《陆军第四十师斗争简史》的佐证。该《简史》称，在关家垴战斗中，决死1纵队1570多人，阵亡589人。25、38团在关家垴战斗中伤亡惨重，从战斗过程中就可见一斑。25团在丢失柳树垴时，就已经遭受了不小伤亡。在随后的反攻中，25团攻了7次，38团攻了4次。根据《步兵第119团团史》记载，38团战斗兵牺牲完了，集中干部队冲锋，计有2营营长黄振荣负伤，副营长贾宝善、特派员王思忠、连长张秉燮、陈建岗、指导员郝双马等数十人牺牲。纵然如此，在最后的总攻中，25、38团又各自拼凑出1个营，连续发起了18次冲锋。综上所述，关家垴战斗中，八路军伤亡总数恐怕要超过3000人。