1939年5月，东北抗日联军第三路军成立，由原东北抗日联军第三、第六、第九、第十一路军编成。张寿篯（李兆麟）任总指挥，冯仲云(1940年4月任)任政治委员，许亨植任总参谋长。

第3路军于1939年5月组成，辖第3、第6、第9、第11军，总指挥李兆麟，政治委员冯仲云。1936年4月，日军推行“三年治安肃正计划”，对抗日联军进行大规模“讨伐”。抗日联军各军在反“讨伐”作战中，密切协同，更加广泛地开展游击战。第3军为打破日军对松花江两岸的“讨伐”和开辟新的游击区，主力由汤原地区出发，西征至海伦地区，另一部北进至嘉荫地区。历时半年多，转战数千里，战斗百余次，在袭击林口、攻克佛山(今嘉荫)县城和海伦县冰子等战斗中，毙伤俘日伪军1100余人。

1937年春，第4、第5、第8军和第3、第9军一部协同作战，打进依兰县城，毙伤日伪军200余人。第6军攻克汤原县城。抗日联军各军经过一年多的奋战，粉碎了日伪军的“讨伐”，扩大了政治影响。“七七”事变后，抗日联军紧密依靠群众，主动出击，积极打击日伪军，掀起了抗日斗争的新高潮。活动于松花江下游、小兴安岭和黑嫩平原的第3、第6、第9、第11军，到处打击日伪军，作战420余次，毙伤日伪军7600余人。抗日联军各军活动于70余县的广大地区，打击与钳制了日伪军几十万人，积极配合了全国的抗战。

1938年下半年，日军为巩固在中国东北地区的战略基地，将其兵力增至8个师团，对抗日联军加紧进行军事“讨伐”、政治诱降和经济封锁，并采取增建“集团部落”，推行“保甲连座法”等手段，隔离抗日联军与群众的联系，竭力破坏抗日联军的生存条件。谢文东、李华堂、郑鲁岩等在此期间相继叛变。抗日联军在斗争极端残酷、处境十分艰难的情况下坚持战斗。

同年夏，第3、第6、第9、第11军从汤原、萝北、绥滨地区陆续远征，先后到达海伦、德都地区，攻克讷河县城和克山县北兴镇，给日伪军以沉重打击，并在德都县朝阳山一带建立了抗日游击根据地。

1939年10月，日伪军进行“大讨伐”。抗日联军在极端困难条件下继续坚持斗争。由于斗争形势日益恶化，各路军减员较多，1940年初，吉东、北满省委领导决定将各军缩编为支队。第3路军随即改编为第3、第6、第9、第12支队，继续活动于黑嫩平原20余县，在攻占克山县城后，又相继攻克肇州县丰乐镇和肇源等县城，使日伪军甚为震惊。

1940年，日军增至11个师团，对抗日联军进行更残酷的“讨伐”，形势愈加严重。同年底，中共吉东、北满、南满省委讨论统一领导和抗日联军的统一指挥问题，确定了保存实力，培养干部，坚持斗争的方针。此时，第1、第2路军大部转移至苏联境内，成立南、北野营，进行整训；一部分在辽宁、吉林东部边境地区和完达山区坚持斗争。第3路军继续在黑嫩平原和大、小兴安岭地区开展游击活动，1941年攻克甘南县宝山镇、庆安县大罗镇。1942年2月，赵尚志在攻打鹤岗梧桐河伪警察分所时牺牲，随后部队大部转移至苏中边境。同年秋，南、北野营合编为东北抗日联军教导旅，旅长周保中，政治委员李兆麟，下属4个教导营和1个通信营，继续进行军政整训。另组成十几个小分队，在东北境内侦察情况，袭击日伪军，开展群众工作，坚持到抗日战争胜利。

东北抗日联军第三路军（1939年5月组成）

总指挥：张寿篯（李兆麟）

政治委员：冯仲云

总参谋长：许亨植

东北抗日联军第3军：1937年冬季，日军加强了对东北抗联的围剿，在反围剿战斗中第3军损失严重，根据中共北满省委的指示，第3军在1938年进行了整编，全军编为4个师，当时赵尚志去苏联汇报工作未归，李兆麟以东北抗联北满总指挥部总政治部主任的身份领导第3军的工作，代行军长职务，军政治部主任由金策担任。1师代师长、政治部主任周庶范，2师师长兰志渊，政治部主任吴景才，3师师长李熙山，政治部主任常有均，4师师长陆希田，政治部主任侯启刚。由于东北抗日联军成立初期有的部队不设政委，政治部主任实际是部队的政治主官。1939年5月30日抗联第3路军成立，第3军编入第3路军。1940年3月第3军改编抗联第3路军3支队，第3军番号取消。抗联第3军是抗联的主力部队，涌现了赵一曼（2团政治部主任）、赵尚志、李兆麟等民族英雄。

东北抗日联军第6军：1936年11月26日，6军军长夏云杰在战斗中牺牲，戴鸿宾任代理军长。1937年2月2日中共北满临时省委决定戴鸿宾为东北抗联第6军军长。并将6军原有的7个团扩编为5个师。1师师长马德山，政治部主任徐光海。2师师长张传福，政治部主任张兴德，参谋长韩铁汉。3师师长兼政治部主任周云峰，继任王明贵。4师师长戴鸿宾（兼），政治部主任吴玉光。5师师长刘振声，政治部主任高玉斌，参谋长邱金海。1939年5月，6军编入编入抗联第3路军。1940年4月，抗联缩编，路军以下设支队，6军的番号取消，部队分别编入抗联第3、6、9和12支队。

东北抗日联军第9军：1937年1月李华堂支队根据北满抗联总司令部的命令，正式改编为东北抗日联军第9军。军长李华堂，参谋长李向阳。下辖3个师。1师师长郭成，2师师长王振祥，3师师长张学中。兵力800余人。中共北满省委以北满抗联总司令部的名义向9军派遣共产党员干部李熙山、郭铁坚和王克仁担任政治主官。李熙山任军政治部主任，郭铁坚任1师政治部主任，王克仁任2师政治部主任。9军成立后，在林口、通北、依兰一带打击日伪军。1937年2月，9军与抗联3、6、8军联合作战，攻打依兰县城。同年6月参加林口县刁翎伏击战，给日伪军以沉重打击，9军也损失严重。1938年5月，2师师长王振祥叛变，郭铁坚任2师师长，后又任命洪喜波为军参谋长。部队转向富锦、宝清一带开展抗日活动。1939年2月，李华堂在与日军作战中负伤，转入抗联密营中养伤。1939年5月，9军编入抗联第3路军。同年7月，李华堂在日军围剿和利诱下带领30名官兵投降。1940年2月，9军2师师长郭铁坚率部编入抗联第3路军9支队，抗联第9军番号取消。

东北抗日联军第11军：1937年11月，在东北抗日联军北满总指挥部总政治部主任李兆麟的帮助下，东北抗日联军第11军在富锦县二区成立。军长祁致中，政治部主任金正国。11军下辖1个师，师长李景荫。11军有1500多人，在富锦、桦川、依兰和同江一带开展游击战争，打击日伪军。1939年5月30日，11军编入抗联第3路军建制。1940年4月，第3路军取消军一级建制，11军分别编入抗联第3路军3支队和9支队，11军番号取消。